¿Qué es un Inductor (Bobina)?
Los inductores (Bobinas) son componentes electrónicos, es decir, bobinas de conductores enrolladas alrededor de un núcleo magnético, como el hierro.
Es un componente electrónico básico, como las resistencias, los diodos y los condensadores, y se utiliza en una elevada proporción de equipos electrónicos. Los inductores tienen varias funciones características.
Cuando una corriente intenta fluir a través del inductor, éste interfiere con este flujo, y a la inversa, cuando la corriente intenta disminuir, intenta aumentarla. También intenta bloquear el paso de señales de alta frecuencia.
Las características anteriores permiten a los inductores eliminar el ruido y seleccionar las señales necesarias en los circuitos de los equipos electrónicos, y se utilizan ampliamente en automóviles, equipos de comunicaciones, instrumentos de precisión y otras aplicaciones.
Usos de los Inductores
Los inductores se utilizan ampliamente en circuitos eléctricos y electrónicos y son uno de los componentes esenciales de la industria.
Los siguientes son ejemplos de aplicaciones de los inductores.
1. Fuentes de Alimentación Conmutadas
La toma de corriente de nuestros hogares proporciona una tensión de 100 V CA, pero muchos circuitos electrónicos funcionan con corriente continua. Un dispositivo que convierte CA en CC se denomina fuente de alimentación conmutada. Las fuentes de alimentación conmutadas contienen un inductor.
Los inductores se utilizan por su propiedad de evitar los cambios bruscos de corriente, suavizar la corriente y eliminar el ruido de alta frecuencia no deseado.
2. Uso como Transformadores
En los transformadores se suelen utilizar dos inductores. Cuando se aplica una tensión a la bobina del lado de entrada, se genera un campo magnético en la bobina, que se induce en el inductor del lado de salida. Los inductores del lado de salida reciben el campo magnético y generan una tensión.
De este modo, la energía eléctrica de alta tensión del lado de entrada se convierte en energía eléctrica de baja tensión en el lado de salida. La tensión puede ajustarse cambiando el número de vueltas del conductor en el inductor.
3. Equipos de Telecomunicaciones
Los inductores también se utilizan en circuitos de comunicación. Los circuitos receptores de radio, por ejemplo, tienen bobinas incorporadas que amplifican la señal recibida haciendo pasar las ondas de radio recibidas a través de la bobina.
Los equipos de comunicaciones también pueden utilizar inductores dedicados a circuitos de alta frecuencia, conocidos como núcleos toroidales. Estos inductores evitan las fugas de flujo magnético y producen una inductancia eficaz en la banda de frecuencia deseada.
Principio del Inductor
Los inductores están formados por hilo de cobre enrollado en espiral. En el centro del bobinado pueden introducirse materiales ferromagnéticos como hierro o ferrita, lo que permite miniaturizarlos a costa de aumentar su peso.
Según la regla de la mano izquierda de Fleming, cuando una corriente circula por un inductor, se genera un campo magnético que se convierte en energía magnética. Cuantas más vueltas y menor sea el diámetro, más intenso será el flujo magnético y, por tanto, mayor será la energía magnética.
Cuando una corriente alterna circula por el inductor, el campo magnético cambia en función de la frecuencia. Este cambio de campo magnético genera una fuerza electromotriz, que es la fuerza electromotriz autoinducida. La magnitud de la fuerza electromotriz autoinducida varía en función del tamaño del inductor y del número de espiras del conductor, y se denomina inductancia, utilizando la unidad Henry (H). El inductor actúa impidiendo la velocidad de cambio temporal de la corriente.
La inserción de un inductor en un circuito de corriente alterna provoca un retardo de fase. Además, cuando se inserta un inductor en un circuito de CC, interrumpe la corriente durante el periodo transitorio y la mantiene después de cortar la alimentación.
Tipos de Inductores
Existen varios tipos de inductores. Los siguientes son ejemplos de tipos de inductores.
1. Bobina con Núcleo de Aire
Una bobina con núcleo de aire es un inductor en el que la parte central de la bobina es hueca. La forma libre del alambre enrollado alrededor de la bobina permite aumentar la autoinducción. Sin embargo, las bobinas de aire suelen ser de gran tamaño y no suelen utilizarse salvo en aplicaciones de alta frecuencia.
2. Bobinas con Núcleo de Hierro
Una bobina con núcleo de hierro es un inductor con un núcleo de hierro en el centro de la bobina. El núcleo de hierro aumenta la autoinducción y puede manejar grandes cantidades de potencia. También pueden reducirse de tamaño, por lo que se utilizan en una amplia gama de aplicaciones.
3. Inductores con Núcleo de Ferrita
Los inductores con núcleo de ferrita son inductores con un material de núcleo magnético llamado ferrita. La ferrita tiene una alta permeabilidad magnética a altas frecuencias, por lo que es adecuada para circuitos de alta frecuencia. Dependiendo del material del núcleo, también pueden diseñarse como inductores para un rango de frecuencias específico.