¿Qué es un inductor?

Si quieres saber más sobre el funcionamiento de los circuitos eléctricos, es fundamental entender qué es un inductor. Este componente esencial se encuentra en diversos dispositivos, desde televisores hasta equipos de audio, y su papel en la regulación del flujo de corriente es crucial. En este artículo te explicamos de forma sencilla qué es un inductor, cómo funciona y por qué es importante en la electrónica. ¡No te lo pierdas!

¡Felicitaciones por dar el primer paso para mejorar su flujo de trabajo! Un inductor es un componente clave de muchos dispositivos electrónicos, y comprender cómo funcionan puede ayudarlo a aprovechar al máximo sus dispositivos. En esta publicación de blog, desmitificaremos los inductores y explicaremos cómo pueden ayudarlo a optimizar su flujo de trabajo. ¡Sigue leyendo para aprender mas!

Contenido

¿Para qué se utiliza un inductor?

Un inductor se utiliza principalmente en circuitos electrónicos para filtrar, sintonizar y almacenar energía eléctrica. Ayuda a limitar el flujo de corriente al crear un campo magnético cuando la corriente lo atraviesa. Filtrar las frecuencias no deseadas de las señales o suprimir los transitorios son algunas de las principales aplicaciones de un inductor en los circuitos. En los circuitos de radio, los inductores se usan comúnmente como circuitos sintonizados para seleccionar frecuencias específicas de una amplia gama de frecuencias de entrada. Los inductores también se pueden usar en reguladores de voltaje y fuentes de alimentación conmutadas para almacenar energía durante períodos en los que no hay señal de entrada presente.

¿Qué es un inductor?

Finalmente,> Los inductores también se utilizan en aplicaciones informáticas físicas como la robótica y los sistemas de control automatizados. En estas aplicaciones, el inductor actúa como un elemento sensor que puede detectar cambios en la corriente o campos magnéticos. [1]

¿Cómo funciona un inductor?

Cuando se expone a una corriente alterna, un inductor actúa como una fuente de energía magnética que puede almacenar energía en forma de campo. Al aprovechar el poder del magnetismo, podemos usar la energía magnética para mantener un nivel de voltaje constante, construir circuitos de carga y bloquear cualquier señal extraña.

Cuando una corriente pasa a través de las bobinas de un inductor, se genera un campo magnético a su alrededor. Mientras la corriente permanezca constante, este campo magnético permanecerá estable. Sin embargo, si la corriente que fluye a través de las bobinas comienza a cambiar (aumentando o disminuyendo), el inductor se opondrá a este cambio creando un fuerza contraelectromotriz (FEM). Este efecto funciona como cualquier otro elemento del circuito: por ejemplo, si aumenta la corriente que ingresa a un inductor, generará un EMF contrario proporcional a la tasa de cambio.

Esta oposición a los cambios en la corriente se llama inductancia y es lo que hace que un inductor sea tan útil en los circuitos eléctricos. Al crear este contador EMF, un inductor puede servir como filtro o regulador para corrientes alternas. Además, cuando la corriente que ingresa a las bobinas disminuye abruptamente (debido a una caída repentina en el voltaje), el campo magnético almacenado por el inductor colapsará y liberará su energía nuevamente en el circuito, proporcionando así un mecanismo de carga que ayuda a mantener otros componentes. motorizado. [2]

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¿Qué métodos se utilizan para asegurar los inductores en las placas de circuitos?

Los inductores se pueden unir a las placas de circuito de varias maneras. Los inductores de orificio pasante generalmente se sueldan en la placa, mientras que los inductores de montaje en superficie se colocan en la superficie de la placa y se sueldan a través de un proceso llamado soldadura por reflujo. En este proceso, se aplica soldadura en pasta tanto al componente como a las almohadillas de la placa de circuito. Luego, el componente se coloca en la placa y se calienta durante un período de tiempo específico, lo que hace que la soldadura en pasta se derrita y la adhiera firmemente en su lugar. Este método generalmente se usa con componentes más pequeños ya que no requiere soldadura manual.

Otra opción es colocar un inductor en una placa de circuito impreso a través de cables o clavijas que mantienen el componente en su lugar durante la soldadura. Es importante asegurarse de que el inductor no se mueva durante la soldadura, ya que esto puede generar conexiones poco confiables.

Los inductores son un componente esencial en la electrónica moderna y deben estar conectados de forma segura a las placas de circuito para un rendimiento óptimo. Comprender cómo se conectan los inductores ayuda a garantizar que los dispositivos funcionen de manera adecuada y segura. Con las herramientas y los conocimientos adecuados, conectar un inductor a una placa de circuito impreso es un proceso simple que requiere un esfuerzo mínimo. [3]

¿En qué aplicaciones se utilizan los inductores?

Los inductores se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde circuitos simples hasta maquinaria compleja. Los ejemplos comunes incluyen fuentes de alimentación, procesadores de señal y controladores de motor. En las aplicaciones de suministro de energía, los inductores ayudan a regular de manera eficiente el flujo de corriente eléctrica. Los inductores también se pueden usar para filtrar frecuencias no deseadas en sistemas de procesamiento de señales, como receptores de radio y amplificadores de audio.

Finalmente, también se emplean en controladores de motores para reducir la distorsión armónica y mejorar la eficiencia. Al controlar el flujo de corriente, los inductores permiten que las máquinas funcionen de manera más eficiente mientras duran más debido a la reducción del desgaste de los componentes. A medida que la tecnología continúa evolucionando, es probable que aumente el uso de inductores en varias industrias en los próximos años.

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Un estrangulador es un tipo de inductor que está específicamente diseñado para bloquear señales de alta frecuencia mientras permite el paso de señales de baja frecuencia. Los choques se usan comúnmente en fuentes de alimentación y circuitos de radio, donde brindan filtrado adicional para reducir el ruido no deseado en la señal.

La cantidad en la que el estrangulador reduce las señales de alta frecuencia depende de su tamaño y construcción, pero en términos generales, puede ser una forma efectiva de mejorar la calidad de la señal. La desventaja es que los estranguladores también pueden reducir la intensidad general de la señal, además de proporcionar una ligera resistencia al flujo de corriente. Para lograr el máximo beneficio de su uso, los estranguladores deben combinarse cuidadosamente con otros componentes dentro de un circuito.

Las bobinas de choque consisten en una bobina de alambre envuelta alrededor de un núcleo ferromagnético, lo que ayuda a amplificar las propiedades inductivas de la bobina y aumenta su eficiencia. En los circuitos de alta frecuencia, los estranguladores suelen construirse con núcleos de ferrita en lugar de hierro porque su mayor permeabilidad magnética minimiza las pérdidas. El uso de ferrita también reduce el tamaño; sin embargo, la compensación es que limita la corriente máxima que puede manejar un estrangulador.

Las bobinas de choque se utilizan ampliamente en circuitos electrónicos, ya que permiten un diseño más eficiente en comparación con los condensadores más simples. Sin ellos, muchos de los complejos dispositivos electrónicos actuales no funcionarían correctamente. Entonces, ya sea que sea un aficionado a la electrónica o un técnico profesional, vale la pena comprender cómo funcionan los inductores y los estranguladores para aprovechar al máximo sus dispositivos electrónicos. [4]

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El rendimiento de filtrado en un circuito se puede mejorar mediante el uso de inductores. Los inductores son componentes eléctricos pasivos de dos terminales que almacenan energía en forma de campo magnético. Convierten la corriente eléctrica de CA en un campo magnético cambiante y luego la vuelven a convertir en corriente eléctrica de CA. Este proceso se conoce como “inducción”, de ahí el nombre de inductor.

Cuando se usan en circuitos, los inductores actúan como filtros para reducir el ruido, suavizar las corrientes de ondulación y bloquear el paso de ciertas frecuencias a través de ellos.

Al aumentar la cantidad de vueltas en el núcleo de un inductor o agregar capacitores y resistencias adicionales a un circuito, es posible mejorar aún más el rendimiento de filtrado en su circuito. Además, seleccionar núcleos de mayor tamaño para sus inductores ayudará a reducir las pérdidas en el núcleo y aumentará la eficacia de los inductores.

Finalmente, es importante recordar que los inductores no son filtros perfectos, por lo que es importante vigilar su circuito para detectar posibles distorsiones o problemas de sobrecarga. Seguir estos sencillos pasos puede ayudarlo a obtener el mejor rendimiento de filtrado posible de sus circuitos.

¿Cómo se utilizan los inductores en los convertidores de potencia?

Los inductores se utilizan en convertidores de potencia para almacenar y transferir energía eléctrica. Las bobinas del inductor crean un campo magnético que almacena la energía, que luego se puede devolver al circuito según sea necesario. Esto permite un suministro de electricidad fluido y eficiente, lo que lo convierte en un componente ideal para usar en cables de suministro de energía, motores eléctricos y otras aplicaciones industriales.

Al incorporar técnicas de control adaptativo que ayudan a optimizar su rendimiento, los inductores también se pueden configurar para regular la salida de corriente o el voltaje de un sistema. Esto los hace perfectos para su uso en aplicaciones de alta potencia como fuentes de alimentación conmutadas, sistemas de iluminación LED y más.

Además de sus usos prácticos, los inductores también juegan un papel importante en algunos circuitos de radiofrecuencia (RF) al proporcionar inductancia para la adaptación de impedancia. Esto permite un mejor control sobre la intensidad de la señal de una transmisión y ayuda a reducir la interferencia de otras señales. [5]

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Los inductores son componentes esenciales de los circuitos que requieren sintonización de frecuencia resonante. Los circuitos sintonizados están diseñados para permitir que solo pasen señales en una frecuencia específica, mientras bloquean todas las demás frecuencias.

El circuito sintonizado más utilizado es el filtro LC (inductor-condensador) que se encuentra en muchos productos electrónicos, como radios y televisores. Un inductor está conectado en serie con un condensador que da como resultado una resonancia LC que permite que solo se transmitan señales dentro del rango de frecuencia predeterminado.

Este mismo principio también se puede usar en filtros de paso bajo, paso alto y de supresión de banda donde se usa un inductor para sintonizar la frecuencia de corte de cada tipo de filtro respectivo. Los inductores también juegan un papel importante en los osciladores donde ayudan a generar, mantener y dar forma a la señal de salida. Los osciladores se utilizan en una variedad de dispositivos que van desde sistemas de comunicación inalámbricos hasta instrumentos musicales.

Tipos de inductores

Los inductores se clasifican típicamente por su estructura y forma. Los tipos comunes de inductores incluyen núcleo de aire, núcleo de ferrita, núcleo de hierro en polvo, bobina toroidal/anular/cilíndrica, así como variedades blindadas y sin blindaje.

Inductores de núcleo de aire no contienen núcleos metálicos y consisten en una bobina enrollada alrededor de un material aislante como plástico o papel encerado. Estos tipos de inductores tienen una alta resistencia a las corrientes de CC pero una baja resistencia a la corriente de CA, lo que los hace adecuados para el uso de radiofrecuencia.

Inductores de núcleo de ferrita están hechos de imanes sinterizados que se pueden encontrar en varias formas, incluidas varillas y anillos. Los inductores con núcleo de ferrita ofrecen un buen rendimiento eléctrico tanto a bajas como a altas frecuencias.

Inductores de núcleo de hierro en polvo se componen de núcleos de metal en polvo y una bobina enrollada alrededor de ellos. Estos tipos de inductores ofrecen un buen rendimiento a bajas frecuencias pero pueden sufrir pérdidas a altas frecuencias.

Inductores de bobina toroidal/anular/cilíndrica consisten en bobinas enrolladas alrededor de anillos de metal o cilindros en forma de dona, tubo o caja. La forma mejora la eficiencia magnética para frecuencias de hasta varios cientos de kilohercios, lo que hace que estos tipos sean adecuados para aplicaciones de mayor frecuencia.

Variedades protegidas y no protegidas consulte su construcción: los inductores blindados tienen una capa metálica adicional que ayuda a reducir el ruido debido a campos externos, mientras que las versiones sin blindaje no tienen este mecanismo de protección. Los inductores blindados generalmente se recomiendan para aplicaciones sensibles al ruido. [6]

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Inductancia>

La inductancia de una bobina se puede determinar por el número de vueltas, la permeabilidad magnética del material del núcleo y su tamaño. La inductancia se mide en henrios (H). Una sola vuelta de alambre sin ningún material de núcleo tiene una inductancia de cero. Cuando dos o más vueltas se enrollan juntas en un material de núcleo que tiene cierta permeabilidad magnética, se genera inductancia a medida que la corriente fluye a través de cada vuelta sucesiva.

La inductancia aumenta con un mayor número de vueltas y una mayor permeabilidad del material del núcleo. Disminuir el diámetro mientras se mantiene una longitud constante también aumentará la inductancia porque esto reduce el flujo de fuga debido a una sección transversal más pequeña. Por el contrario, aumentar el área hará que se conecte menos flujo, lo que resultará en una disminución de la inductancia.

La relación entre la inductancia y la longitud se puede expresar como: L/l = a, donde a es la tasa de cambio de la inductancia por unidad de longitud. Esto se conoce como el coeficiente de acoplamiento (K) o coeficiente de autoinducción. En otras palabras, K representa cuánto flujo une cada giro en relación con sus vecinos. Cuanto mayor sea este valor, más enlaces de flujo en cada vuelta y, por lo tanto, una mayor inductancia en general.

Otro factor importante que afecta el rendimiento de un inductor es su factor Q o factor de calidad, que se define como la relación entre la potencia disipada (calor) y la potencia reactiva (almacenamiento de energía magnética). Los factores Q más altos indican pérdidas más bajas debido a la resistencia magnética y las corrientes de Foucault.

Los inductores se utilizan en una variedad de aplicaciones que van desde fuentes de alimentación, convertidores CC-CC, filtros y osciladores hasta antenas y sistemas de altavoces. Se pueden encontrar en todo, desde electrodomésticos hasta sofisticados equipos de comunicación. Su capacidad para almacenar energía los hace ideales para proporcionar fuentes estables de voltaje y corriente para circuitos críticos. Con las consideraciones de diseño correctas, los inductores pueden brindar un rendimiento confiable durante muchos años sin necesidad de mantenimiento o reemplazo.

Condensador vs Inductor

Los condensadores y los inductores son componentes eléctricos que se utilizan para almacenar energía y regular la corriente en los circuitos. Si bien ambos tienen propósitos similares, existen algunas diferencias clave entre los dos que los hacen especialmente adecuados para diferentes aplicaciones.

La principal diferencia entre un capacitor y un inductor es que los capacitores almacenan energía en un campo eléctrico mientras que los inductores almacenan energía en un campo magnético. Cuando se aplica voltaje a través de un capacitor, la carga se acumula rápidamente en sus placas debido a la atracción electrostática, creando un campo eléctrico entre las placas. Este campo eléctrico almacena energía que puede liberarse cuando se elimina o se reduce el voltaje del capacitor. Por otro lado, cuando se aplica voltaje a través de un inductor, comienza a fluir una corriente a través de él. Esto produce un campo magnético que almacena energía en sus bobinas. Esta energía almacenada se puede liberar cuando se reduce o elimina la corriente.

Los capacitores a menudo se usan para filtrar las altas frecuencias en los circuitos de CA, mientras que los inductores se usan más comúnmente para filtrar las bajas frecuencias. Los condensadores también tienen una mayor reactancia que los inductores a altas frecuencias, lo que los hace ideales para bloquear señales con componentes de mayor frecuencia. Ambos componentes también se pueden combinar en arreglos en serie o en paralelo para aumentar su capacitancia o inductancia general, respectivamente. Además, ambos componentes se utilizan en varios tipos de fuentes de alimentación y circuitos de procesamiento de señales.

En general, los capacitores y los inductores son componentes eléctricos importantes que tienen propiedades únicas que los hacen adecuados para diferentes aplicaciones. Se pueden utilizar en combinación o por separado, dependiendo de los requisitos del circuito.

Preguntas más frecuentes

¿Para qué sirve un inductor?

Un inductor es un componente electrónico pasivo que almacena energía en forma de campo magnético. Se utiliza principalmente para aumentar o disminuir la corriente en un circuito eléctrico, según la aplicación específica. Los inductores se ven comúnmente en fuentes de alimentación, filtros y osciladores, pero también se pueden encontrar en otras aplicaciones, como en los sistemas de identificación por radiofrecuencia (RFID). Además, juegan un papel importante en la creación de impedancia para señales de alta frecuencia al crear un campo electromagnético que se opone a los cambios de la corriente eléctrica. Además, los inductores se pueden usar para crear retrasos en los circuitos al limitar la velocidad a la que la electricidad puede pasar a través de ellos. A menudo se combinan con condensadores o resistencias para crear circuitos sintonizados que permiten el paso de frecuencias específicas de corriente eléctrica mientras bloquean otras.

¿Cuáles son los diferentes tipos de inductores?

Los inductores vienen en muchas formas y tamaños, y se pueden dividir en dos grandes categorías: núcleo ferromagnético y núcleo de aire. Los inductores de núcleo ferromagnético utilizan materiales magnéticos como hierro, níquel o ferrita para almacenar energía y proporcionan una forma más eficiente de que la electricidad fluya a través de ellos en comparación con los inductores de núcleo de aire. Los inductores de núcleo de aire se basan en una disposición de vueltas de cable que crean un campo electromagnético a su alrededor que almacena energía eléctrica. Son más simples y económicos que los inductores de núcleo ferromagnético pero requieren mayores dimensiones debido a su menor eficiencia. Además, existen otros tipos de inductores, como inductores de bobina enrollada, toroidales y blindados.

¿Cuáles son las ventajas de usar un inductor?

La principal ventaja de usar un inductor es que puede ayudar a aumentar o disminuir la corriente en un circuito según su aplicación específica. Otras ventajas incluyen: proporcionar impedancia para señales de alta frecuencia, crear retrasos en los circuitos, reducir la contaminación acústica y ayudar a mantener una corriente eléctrica constante para garantizar un rendimiento óptimo de otros componentes en el circuito. Además, tienen un costo relativamente bajo en comparación con otros componentes electrónicos y no requieren ninguna fuente de alimentación externa. Esto los hace ideales para aplicaciones donde el costo y la simplicidad son factores importantes.

¿Cuál es la diferencia entre un inductor y un capacitor?

Un inductor es un componente eléctrico que almacena energía en un campo magnético generado cuando pasa una corriente a través de él, mientras que un capacitor almacena energía en un campo eléctrico creado por dos placas conductoras separadas por un material aislante. Los inductores tienen la capacidad de reaccionar contra los cambios en la corriente eléctrica y crear una caída de voltaje en sus terminales, lo que ralentiza la tasa de cambio del flujo de corriente. Por otro lado, los capacitores se oponen a cualquier cambio en el voltaje y pueden usarse para bloquear las corrientes continuas mientras permiten el paso de las corrientes alternas.

¿Qué es un ejemplo de inductor?

Un ejemplo común de un inductor es una bobina de alambre enrollada alrededor de un núcleo de hierro. Este tipo de componente se puede utilizar en fuentes de alimentación, circuitos de radio y motores para formar parte del circuito eléctrico. Otros ejemplos incluyen estranguladores y transformadores que utilizan múltiples bobinas de cable para regular los niveles de corriente o transferir energía de un circuito a otro.

¿Cuáles son los usos de los inductores?

Los inductores se utilizan para muchas aplicaciones diferentes, como filtrar señales de alta frecuencia, proporcionar regulación de voltaje en fuentes de alimentación y crear circuitos osciladores para receptores de radio. También se utilizan comúnmente para el acoplamiento entre etapas en amplificadores de audio. Además, se pueden usar junto con condensadores para crear circuitos sintonizados que controlan las respuestas de frecuencia.

¿Por qué se usa el inductor en CA?

Los inductores se utilizan en los circuitos de CA porque se oponen a las corrientes cambiantes al generar una caída de voltaje, lo que les permite actuar como filtros que bloquean las señales de alta frecuencia y permiten que pasen las frecuencias más bajas. Esta es la base de la reactancia inductiva, que es un concepto importante para comprender el comportamiento de la corriente alterna. Cuando una señal de CA pasa a través de un inductor, crea una fuerza contraelectromotriz que se opone a su flujo y restringe el rango de frecuencia de la forma de onda.

¿Por qué los circuitos necesitan inductores?

Los inductores son un componente clave en muchos circuitos eléctricos. Se utilizan para controlar la tasa de cambio de corriente, almacenar energía, filtrar señales de frecuencia no deseadas y crear circuitos osciladores sintonizados. Sin estos componentes, nuestras vidas serían muy diferentes ya que muchas tecnologías modernas dependen de inductores para su funcionamiento. En general, los inductores son un elemento esencial en el diseño de circuitos y brindan numerosos beneficios para controlar las señales de CA y regular los niveles de corriente. Se pueden configurar en varias formas y tamaños, lo que los hace adecuados para una amplia gama de aplicaciones.

Video útil: ¿Qué es un inductor?

Conclusión

Un inductor es un componente eléctrico importante que sirve para una variedad de propósitos prácticos. Almacena energía en su campo magnético y proporciona un camino para que la corriente fluya en un circuito eléctrico. Aunque se puede encontrar en muchas formas y tamaños diferentes, todos los inductores tienen la misma estructura básica que consiste en un material central alrededor del cual se enrolla el cable. A través de una cuidadosa selección, es posible elegir un inductor que cumpla con los requisitos de cualquier aplicación o dispositivo electrónico. Esto hace que el inductor sea uno de los componentes más versátiles disponibles. Con su diseño simple, este dispositivo pequeño pero poderoso se ha vuelto esencial para la tecnología y la electrónica modernas.

Referencias

  1. https://www.coilcraft.com/en-us/edu/series/what-is-an-inductor/
  2. https://www.power-and-beyond.com/understanding-the-role-of-inductors-in-power-electronics-a-dc947f2aa88d7ac3009791f798478d1c/
  3. https://resources.altium.com/p/methods-protect-your-circuit
  4. https://product.tdk.com/en/techlibrary/applicationnote/howto_power-inductors.html
  5. https://www.monolithicpower.com/understanding-power-inductor-parameters
  6. https://www.linquip.com/blog/guia-util-para-diferentes-tipos-de-inductores/
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