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Bobina Eléctrica, Inductores y Bobinados

Una bobina eléctrica, también conocida como inductor o solenoide, es un dispositivo capaz de almacenar energía en forma de un campo magnético, siempre que haya un voltaje de corriente alterna que pase por sus terminales, que están conectados a un cable envuelto alrededor de un aire.

El propósito de este artículo es mostrar cómo funciona una bobina eléctrica, qué tipos de inductores y solenoides están disponibles, qué núcleos y qué aplicaciones y cálculos involucran bobinas, bobinados, inductores o solenoides.

Qué es y cómo funciona una bobina eléctrica

Una bobina consiste en nada más que un lazo de alambre alrededor de un núcleo. Estos giros, cuando son atravesados ​​por una corriente eléctrica alterna, tienen propiedades eléctricas muy interesantes que pueden usarse en varios circuitos eléctricos. Una es generar un campo electromagnético cuando hay un voltaje alterno en los terminales de la bobina.

bobina eléctrica

El núcleo de la bobina puede ser de varios materiales, y está compuesto principalmente por un material ferromagnético o por un núcleo de aire. Si una bobina recibe corriente continua, se comportará como un cortocircuito y no habrá campo magnético.

Cuando una bobina está dentro de un campo magnético variable, induce un voltaje en sus terminales. A partir de eso, podemos fabricar generadores de energía, motores eléctricos, transformadores y miles de otras máquinas eléctricas que funcionan con inducción.

La inductancia de la propiedad eléctrica.

La capacidad de almacenar energía en forma de campo magnético de un inductor se mide por la magnitud de la inductancia, en Henries.

bobina eléctrica

El inductor está representado por la letra L

La inductancia es la capacidad de una bobina de N vueltas para crear un flujo magnético con una corriente dada i que viaja a través de él.

Tipos de bobina

Las bobinas difieren entre sí por su núcleo, forma, tamaño, número de vueltas y calibre del cable.

Hay inductores que están diseñados para tener una mayor inductancia, mientras que otros están diseñados para funcionar a frecuencias más altas.

En cuanto al núcleo, tenemos los tipos más comunes de bobinas eléctricas:

  • Núcleo ferromagnético: El núcleo ferromagnético se utiliza para lograr una mayor inductancia en la bobina eléctrica. Este material es capaz de aumentar y concentrar el campo magnético. La desventaja es que ocurren más pérdidas en este sistema.
  • Núcleo laminado: Un núcleo hecho de capas delgadas de acero al silicio envuelto en un barniz. Se utiliza para aplicaciones de baja frecuencia, como transformadores. Este tipo de núcleo reduce las pérdidas de componentes.
  • Núcleo de aire: Sin material en su núcleo, solo aire. Tiene baja inductancia y no tiene pérdidas causadas por el núcleo. Está diseñado para ser utilizado en altas frecuencias.
  • Núcleo de ferrita: Presenta un excelente rendimiento para altas frecuencias. Se utiliza un tipo de cerámica ferromagnética y no conductora en su núcleo, que también reduce las pérdidas.
  • Inductor Toroidal: Utiliza un núcleo de ferrita, pero con forma de hilo o toroide. Por lo tanto, el campo magnético tiene un camino cerrado para circular, lo que reduce las pérdidas considerablemente, con un alto valor de inductancia.
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Aplicaciones de bobinas eléctricas

Las bobinas se usan ampliamente en circuitos resonantes, ayudando en el procesamiento de señales y circuitos analógicos. Se pueden utilizar en circuitos de radiofrecuencia, fuentes y filtrado de señales.

Al acoplar uno o más inductores a un núcleo adecuado, es posible construir un transformador. Las bobinas eléctricas también constituyen motores eléctricos, relés, contactores, disyuntores y miles de otros componentes ampliamente utilizados en la actualidad.

Análisis de circuitos con bobina eléctrica.

Para el análisis de circuitos que involucran la bobina eléctrica, utilizaremos la letra L para representar el componente.

En el análisis de circuitos, el inductor actúa como una impedancia en los circuitos que tienen una fuente de voltaje alterna, o más bien, varía con el tiempo y tiene una frecuencia.

Para calcular la impedancia del inductor, utilizamos la siguiente fórmula:

bobina eléctrica

Dónde:

  • Z = Impedancia, medida en Ohmios
  • ω = Frecuencia del circuito, medida en Hertz
  • yo = Inductancia, medida en Enrique
  • j = Número complejo

Teniendo en cuenta que la impedancia de los condensadores e inductores en los circuitos RLC será un número complejo, por lo que también es importante dominar los conceptos de números complejos.

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