¿Te has preguntado alguna vez cómo funcionan los dispositivos electrónicos? Los inductores son componentes esenciales dentro de los circuitos electrónicos, pero ¿qué hacen exactamente? En este artículo te explicaremos todo sobre los inductores, su función, su uso en diferentes aplicaciones y por qué son tan importantes en la electrónica. ¡Sigue leyendo para descubrir más sobre estos fascinantes componentes!
Un inductor es una bobina eléctrica que utiliza el flujo de corriente para producir un campo magnético. El inductor se opone a cualquier cambio en la corriente, lo que lo hace útil para almacenar energía y filtrar señales no deseadas. Cuando se usa en un circuito de corriente alterna (CA), el inductor puede suavizar las fluctuaciones de voltaje. Siga leyendo para obtener más información sobre cómo funcionan los inductores y para qué se utilizan.
¿Qué es un inductor?
Actúa como una bobina de alambre y se puede utilizar para regular el flujo de corriente eléctrica en los circuitos. La capacidad de un inductor para almacenar energía lo hace útil para muchas aplicaciones diferentes, como filtrar las frecuencias altas de las frecuencias bajas o proporcionar energía adicional a un sistema electrónico. En ciertos tipos de circuitos, son componentes esenciales que permiten el funcionamiento de otros componentes. Sin ellos, el circuito no funcionaría correctamente.
Los> Los inductores de núcleo de aire consisten en alambre de cobre enrollado pero no tienen material de núcleo; su único propósito es proporcionar resistencia a la corriente. Los inductores con núcleo de ferrita, por otro lado, están hechos de un material magnético que rodea su alambre en espiral. Este material ayuda a aumentar la capacidad del inductor para almacenar energía. [1]
¿Para qué se utiliza un inductor?
Los inductores se usan comúnmente para filtrar el ruido de los circuitos electrónicos, actuar como osciladores y transformadores en las fuentes de alimentación, crear retrasos en las rutas de la señal y pasar señales dentro de rangos de frecuencia particulares (conocido como filtrado de paso de banda). Los inductores también se pueden usar para controlar los niveles de radiación electromagnética en dispositivos electrónicos como teléfonos móviles.
Además, los inductores se pueden usar para regular el flujo de corriente alterna (CA) y corriente continua (CC) en los circuitos. Los inductores almacenan energía en un campo magnético y la liberan cuando cambia la polaridad o el voltaje del circuito. Esto los hace útiles para controlar cargas reactivas que requieren una respuesta inmediata a cambios de potencia o voltaje. También se usan comúnmente como estranguladores para limitar la corriente que fluye a través de un circuito al bloquear las señales de CA de alta frecuencia.
¿Cómo funciona un inductor?
Un inductor funciona almacenando energía en un campo magnético creado por el flujo de corriente eléctrica. Cuando se detiene la corriente, ya sea intencionalmente o debido a una fuerza externa, el campo magnético almacenado colapsa y libera su energía de regreso al circuito. Este voltaje inducido se puede usar para muchas aplicaciones diferentes.
Los inductores se utilizan ampliamente en los circuitos eléctricos porque proporcionan un medio muy eficaz para controlar los niveles de tensión y corriente a lo largo del tiempo. Cuando se conecta en paralelo con un capacitor o una resistencia, un inductor puede ayudar a reducir el ruido y los efectos de onda de las fuentes de alimentación, evitar la oscilación debido a la resonancia e incluso aumentar la eficiencia en los sistemas de conversión de energía de CA a CC. Los inductores también resultan útiles para proteger componentes electrónicos sensibles de daños causados por picos repentinos de voltaje o corriente.
Además, los inductores también se pueden usar para filtrar ciertas frecuencias de una señal al crear un desajuste de impedancia entre ellos y la fuente de la frecuencia. Cuando esto sucede, las frecuencias más altas se filtran mientras que las más bajas no se ven afectadas. Esto es especialmente útil para aplicaciones de audio donde el ruido no deseado puede eliminarse con el uso adecuado de inductores.
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¿Qué sucede cuando desconectas el inductor?
Cuando el inductor se desconecta de un circuito, la energía almacenada en su campo magnético se libera de nuevo en el circuito. Este estallido repentino de energía puede dañar otros componentes y crear picos de alto voltaje que podrían provocar una descarga eléctrica u otros peligros. Para evitar esto, es importante descargar el inductor antes de desconectarlo cortocircuitando dos de sus terminales con un cable aislado. Esto permitirá que la energía se descargue de forma segura sin dañar los componentes circundantes. Una vez que se haya descargado de forma segura, puede desconectar el inductor de su circuito sin ningún problema.
Como siempre, la seguridad debe ser su prioridad número uno cuando se trata de cualquier dispositivo eléctrico, ¡incluso algo tan aparentemente inocuo como un inductor!
¿Cómo se conectan los inductores a las placas de circuito?
Los inductores se conectan a las placas de circuito a través de tecnología de montaje en superficie o de orificio pasante. Los inductores de orificio pasante requieren que se inserten componentes como clavijas y arandelas en orificios perforados previamente en la placa y luego se suelden en su lugar. Este método es más seguro que el montaje en superficie, pero puede dificultar el reemplazo del componente si es necesario.
Los inductores de montaje en superficie se conectan directamente a la placa de circuito utilizando pasta de soldadura aplicada con una plantilla. Son mucho más fáciles de reemplazar que los componentes de orificio pasante, pero sin la estabilidad mecánica que brindan los pasadores y las arandelas, pueden desprenderse fácilmente debido a golpes mecánicos o vibraciones.
Es importante que los diseñadores de circuitos electrónicos que utilizan inductores seleccionen un componente del tamaño y la potencia nominal adecuados para la tarea. También es importante asegurarse de que el inductor esté bien sujeto a la placa, ya que una conexión floja puede dañar el circuito y otros componentes conectados a él.
¿En qué aplicaciones se utilizan los inductores?
Los inductores se usan comúnmente en aplicaciones electrónicas, como el filtrado de señales de radiofrecuencia y en la conversión de energía. Los inductores almacenan energía de la corriente que pasa a través de ellos y se pueden utilizar para reducir el flujo de corriente continua (CC) y permitir el paso de corrientes alternas (CA). Esto hace que los inductores sean útiles para controlar el flujo de corriente eléctrica en una variedad de aplicaciones, que incluyen:
- Fuentes de alimentación: En las fuentes de alimentación, los inductores suelen combinarse con condensadores para evitar caídas de voltaje de CC en los componentes cuando se encienden y apagan. El inductor ayuda a mantener la cantidad correcta de energía mientras el condensador aumenta o reduce según sea necesario.
- Motores y Generadores: Los inductores se utilizan a menudo en motores y generadores para crear un campo magnético. Esto ayuda a regular la velocidad del motor, así como su eficiencia.
- Equipo de sonido: Los inductores se utilizan a menudo en equipos de audio, como amplificadores, porque pueden reducir el ruido sin distorsionar las señales de sonido.
- Telecomunicaciones: Los inductores se incorporan a muchos sistemas de telecomunicaciones porque ayudan a aumentar la intensidad de la señal y reducen la interferencia de fuentes externas.
Los inductores juegan un papel vital en casi todos los dispositivos electrónicos modernos debido a su capacidad para controlar el flujo de corriente y almacenar energía. A medida que avanza la tecnología, los inductores seguirán siendo una parte integral de muchas aplicaciones. [4]
Tipos de inductores
Los inductores están disponibles en una variedad de formas, tamaños y materiales. Los tipos comunes incluyen inductores de núcleo de aire, inductores de núcleo de ferrita, inductores de núcleo de hierro en polvo e inductores toroidales. En términos generales, todos estos tipos funcionan de la misma manera: crean un campo electromagnético alrededor de una bobina de alambre cuando se someten a una corriente alterna (CA) o corriente continua (CC).
Los inductores de núcleo de aire están hechos de una simple bobina de alambre sin material de núcleo en su interior. Se pueden fabricar con diferentes formas y tamaños de bobinas de alambre según las propiedades deseadas para la aplicación en particular. Los inductores de núcleo de aire tienen baja resistencia y producen pérdidas mínimas debido a su falta de material magnético; sin embargo, también producen cantidades muy limitadas de inducción.
Los inductores con núcleo de ferrita están compuestos por una bobina de alambre envuelta alrededor de un núcleo de ferrita. El material de ferrita aumenta el valor de la inductancia y los hace más eficientes para suprimir el ruido, por lo que se usan comúnmente en fuentes de alimentación, filtros de señal y osciladores.
Los> Este tipo de inductor tiene altas propiedades inductivas y se usa a menudo para aplicaciones de RF como amplificadores o filtros.
Los inductores toroidales utilizan un núcleo toroidal (en forma de rosquilla) con un solo devanado de alambre a su alrededor. Estos tipos de inductores tienen campos magnéticos perdidos bajos y se utilizan en una variedad de aplicaciones, como transformadores de alta frecuencia y filtros de RF.
Las características del inductor dependen del material del núcleo, la geometría del devanado y el número de devanados. Los diferentes tipos ofrecen beneficios únicos que se pueden aprovechar para aplicaciones específicas.
Condensador vs Inductor
Las diferencias fundamentales entre un inductor y un capacitor radican en su diseño, construcción y funcionalidad. Un inductor consiste en una bobina de alambre enrollada alrededor de un material central como la ferrita. Cuando la corriente pasa a través del inductor, crea un campo magnético que induce un voltaje a través del componente. Esto se denomina autoinducción o inducción mutua y se puede utilizar para crear señales de CA a partir de fuentes de CC.
Un condensador también almacena energía, pero lo hace almacenando carga eléctrica en dos placas de metal que están separadas por un aislante. Los condensadores pueden almacenar energía en forma de campos eléctricos, cuando se conectan a una fuente externa como una batería o una fuente de alimentación, lo que les permite mantener un voltaje constante durante largos períodos de tiempo. La capacitancia de un capacitor está determinada por el tamaño y tipo de sus placas, así como por el material utilizado para el aislamiento.
Tanto los inductores como los condensadores son componentes clave en el diseño de la fuente de alimentación, lo que permite que la electricidad se almacene y regule de manera efectiva. [5]
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¿Para qué se utilizan los inductores?
Los inductores se utilizan para almacenar energía en un campo electromagnético. También se utilizan como filtros, estranguladores y transformadores en circuitos. Los inductores se pueden usar para limitar la corriente que fluye a través de un circuito o para proporcionar una coincidencia de impedancia entre dos partes de un circuito. Por ejemplo, se pueden utilizar en diseños de fuentes de alimentación para reducir el voltaje de ondulación y los niveles de ruido. En los circuitos de radiofrecuencia, los inductores se pueden usar como componentes resonantes en varias redes de filtros. Finalmente, pueden utilizarse como elementos de sintonización en circuitos osciladores.
¿Cómo funciona un inductor?
Un inductor está compuesto por una o más bobinas de alambre aislado envuelto alrededor de un material central como hierro o ferrita. Cuando pasa una corriente a través del inductor, las bobinas de alambre crean un campo magnético. Este campo magnético luego induce una corriente opuesta en la bobina que trabaja para oponerse al cambio en el flujo de corriente. Este fenómeno se conoce como inductancia, y es lo que le da a los inductores su capacidad de almacenar energía en forma de campo magnético.
¿Cuáles son algunas aplicaciones comunes para los inductores?
Los inductores se usan comúnmente en fuentes de alimentación, filtros de radiofrecuencia, osciladores y circuitos de procesamiento de señales. También se pueden usar para reducir los niveles de ruido de audio y proporcionar coincidencia de impedancia entre dos partes de un circuito. Además, a menudo se encuentran en los sistemas de control de motores como bobinas de choque o reactores de línea para limitar los picos de voltaje causados por el encendido y apagado de transistores u otros componentes. Finalmente, los inductores también se pueden usar en circuitos de antena para sintonizar la antena para una frecuencia específica.
¿Qué tipo de material del núcleo se utiliza en un inductor?
Los materiales de núcleo más comunes utilizados en los inductores son los núcleos de ferrita y polvo de hierro.
Además, existen algunas aplicaciones en las que se pueden utilizar núcleos de aire en lugar de núcleos de ferrita o de polvo de hierro. Los inductores con núcleo de aire tienen la ventaja de costos más bajos y eficiencias más altas, pero tienen menos niveles de saturación y requieren más espacio de bobinado que los núcleos de ferrita o polvo de hierro.
¿Cuál es la diferencia entre un inductor y un transformador?
La principal diferencia entre un inductor y un transformador es que un transformador tiene dos devanados mientras que un inductor solo tiene uno. Los transformadores se utilizan para convertir los niveles de tensión de corriente alterna (CA), mientras que los inductores se utilizan principalmente para el almacenamiento de energía en los circuitos. Además, un transformador suele tener más vueltas de cable en su devanado primario en comparación con su devanado secundario, mientras que un inductor suele tener el mismo número de vueltas en ambos devanados. Finalmente, los transformadores suelen ser mucho más grandes que cualquier inductor porque necesitan varias bobinas para funcionar correctamente.
¿Cómo afecta un inductor a un circuito?
Un inductor afecta a un circuito almacenando energía en forma de magnetismo. Cuando la corriente fluye a través de un inductor, crea un campo electromagnético a su alrededor que almacena la energía. Esta energía almacenada se puede usar para proporcionar resistencia eléctrica y reactancia, creando impedancia en el circuito. Esta impedancia limita el flujo de corriente a través del circuito y actúa como filtro. También ayuda a reducir las señales no deseadas, como el ruido y las interferencias. Los inductores a menudo se combinan con condensadores para crear un filtro de paso bajo o un filtro de paso alto, que permite que pasen ciertas frecuencias mientras bloquea otras. Los inductores también se pueden usar en circuitos para inducir energía eléctrica a partir de campos magnéticos, como transformadores y generadores. Además, pueden aumentar la ganancia de voltaje y crear retardos de tiempo en el circuito. Los inductores se utilizan en muchos dispositivos electrónicos, incluidos televisores, computadoras, automóviles, teléfonos celulares y otros dispositivos electrónicos. Ayudan a regular el flujo de corriente, filtran señales no deseadas, aumentan la ganancia de voltaje y reducen el ruido y la interferencia. Los inductores vienen en una variedad de tamaños y formas para adaptarse a diferentes necesidades y aplicaciones.
¿Cuál es la diferencia entre inductor y bobina?
Un inductor y una bobina a veces se usan indistintamente, pero hay una diferencia clave entre ellos. Un inductor es un componente eléctrico que consta de dos o más bobinas de alambre que crean un campo magnético cuando la electricidad pasa a través de él. Este campo magnético puede luego almacenar energía en un campo electromagnético. Una bobina, por otro lado, es simplemente un solo bucle de alambre enrollado alrededor de algún tipo de material central como hierro o ferrita. El propósito de enrollar este cable es crear una fuerza electromotriz (EMF). A diferencia de un inductor, el propósito principal de una bobina no es almacenar energía sino transmitir energía eléctrica de un punto a otro. Por lo tanto, si bien ambos componentes involucran el uso de electricidad, están diseñados para cumplir diferentes propósitos.
¿Un inductor aumenta la corriente?
Sí, un inductor puede aumentar la corriente en un circuito. Cuando la electricidad pasa a través de un inductor, induce un campo magnético que se opone a la corriente aplicada. Como resultado, la resistencia al flujo de corriente a través de la bobina aumenta y hace que se almacene más energía en el campo electromagnético de la bobina. Esta mayor energía almacenada provoca un flujo de corriente mayor que el que estaría disponible si no hubiera un inductor presente en el circuito. Por lo tanto, al aumentar su resistencia al flujo de corriente y almacenar más energía en su campo electromagnético, un inductor puede actuar efectivamente como un refuerzo o amplificador de voltaje para ciertos tipos de circuitos.
Video útil: cómo funcionan los inductores
Conclusión
En conclusión, un inductor es un componente eléctrico pasivo que almacena energía en forma de campo magnético cuando se conecta a una fuente de corriente alterna. Crea una resistencia a los cambios en la corriente, lo que limita la tasa de cambio y permite frecuencias más altas sin chispas ni arcos. Además, los inductores se pueden usar como parte de filtros u osciladores para dar forma a las señales o crear nuevas frecuencias. Los inductores son componentes esenciales en muchos dispositivos y circuitos electrónicos, y proporcionan funciones críticas como el filtrado y el acondicionamiento de señales. Al comprender las propiedades y el comportamiento de los inductores, los ingenieros pueden tomar decisiones informadas sobre su aplicación en cualquier diseño de circuito dado.
Referencias
- https://product.tdk.com/en/contact/faq/inductors-0002.html
- https://www.coilcraft.com/en-us/edu/series/what-is-an-inductor/
- https://www.gowanda.com/application-notes/custom-inductors/surface-mount-inductors/surface-mount-inductor-theory/
- https://www.vedantu.com/physics/uses-of-inductor
- https://byjus.com/physics/difference- between-capacitor-and-inductor/
