Inductancia

Inductancia
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Concepto:Es la relación entre el flujo magnético, Φ y la intensidad de corriente eléctrica, I.

Inductancia se define como la oposición de un elemento conductor (una bobina) a cambios en la corriente que circula a través de ella. También se puede definir como la relación que hay entre el flujo magnético (Φ) y la corriente y que fluye a través de una bobina.

Origen

El término "inductancia" fue empleado por primera vez por Oliver Heaviside en febrero de 1886, mientras que el símbolo L, con el cual se representa en circuitos eléctricos, se utiliza en honor al físico Heinrich Lenz. Matemáticamente se define así L = Φ/I

Donde: Φ es el Flujo magnético, y la letra I representa la intensidad de Corriente eléctrica. Básicamente, todo inductor consiste en un arrollamiento de hilo conductor. La inductancia resultante es directamente proporcional al número y diámetro de las espiras y a la permeabilidad del interior del arrollamiento, y es inversamente proporcional a la longitud de la Bobina.

Valores de inductancia

El valor de la inductancia viene dado exclusivamente por las características de la bobina y por la Permeabilidad magnética del medio en el que se localiza, cualquier conductor tiene inductancia, incluso cuando el conductor no forma una bobina. La inductancia de una pequeña longitud de hilo recto es pequeña, pero no despreciable si la Corriente a través de él cambia rápidamente, la Tensión inducida puede ser apreciable. Este puede ser el caso de incluso unas pocas pulgadas de hilo cuando circula una corriente de 100 MHz o más. Sin embargo, a Frecuencias mucho mas bajas la inductancia del mismo hilo puede ser despreciable, ya que le tensión inducida será despreciablemente pequeña. Los valores de inductancia prácticos van de unos décimos de NH para un conductor de 1 milímetro de largo hasta varias decenas de miles de Henrios para bobinas hechas de miles de vueltas alrededor de Núcleos ferromagnéticos.

Unidad de medida

Se mide en Henrios, ya que de acuerdo con el Sistema Internacional de Medidas, el flujo se expresa en Weber y la intensidad en Amperio,: pero se utilizan mas los submúltiplos como el milihenrio (mH), que equivale a una milésima parte de un henrio, y el microhenrio (uH) que corresponde a una millonésima parte de un henrio.

Clasificación

Según el núcleo o soporte

  • Núcleo de aire: el devanado se realiza sobre un soporte de material no magnético (fibra, plástico.). En los casos donde no se utiliza soporte, la bobina queda conformada sólo debido a la rigidez mecánica del conductor.
  • Núcleo de hierro: como tiene mayor permeabilidad que el aire (10 a 100), aumenta el valor de la inductancia. Sin embargo, sólo se emplea en bajas Frecuencias porque a altas frecuencias las pérdidas son elevadas. Aplicaciones: Fuentes de alimentación y Amplificadores de audio.
  • Núcleo de ferrita: las ferritas son óxidos de metales magnéticos, de alta permeabilidad (10 a 10000) que además son dieléctricos. Existe una gran variedad en el mercado en función de la frecuencia de trabajo.

Según la frecuencia de la corriente aplicada

Según el recubrimiento

  • Plástico
  • Resina
  • metal (apantalladas)

Según la característica de su valor

  • Fijos
  • Ajustables

Según el tipo de montaje

  • Inserción
  • SMD

Codificación

Los inductores moldeados suelen presentar un sistema de Código de colores similar al de los resistores. De acuerdo con el estándar EIA (Electronic Industries Association), si una de las bandas que corresponden a las cifras significativas es dorada, ésta representa al punto decimal y la banda que antes actuaba como multiplicador pasa a ser ahora otra cifra significativa.

Valores Estándares

Los valores más comunes de inductores moldeados corresponden a la serie E12 (10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82).

Criterios de Selección

A continuación se enumeran las características técnicas que hay que tener en cuenta a la hora de seleccionar los inductores para determinada aplicación.

  • Valor inductivo
  • Tolerancia
  • Tamaño y requisitos de montaje
  • Margen de frecuencias o Frecuencia central de trabajo
  • Capacidad parásita entre bornes: tiene influencia al trabajar en alta frecuencia porque puede hacer que el inductor se comporte como un cortocircuito.
  • Resistencia de aislamiento entre espiras: si se supera el Voltaje máximo entre terminales, se perfora el aislante del hilo conductor.
  • Corriente admisible por el hilo conductor
  • Q (factor de calidad o de mérito): se define como la relación entre la Reactancia inductiva y la Resistencia óhmica del inductor (Q=2*pi*f*L / R). Es deseable que la resistencia sea baja y por ende que el Q sea alto. Según la fórmula, Q tendría que aumentar con la frecuencia, sin embargo no es así porque también aumenta la resistencia. Los fabricantes informan sobre el Q del inductor a la frecuencia de trabajo o bien presentan curvas de Q(f). Los Q de inductores para aplicaciones de radiofrecuencia oscilan entre 50 y 200.

Cálculos de inductancia

La inductancia aproximada de una bobina puede ser calculada con la fórmula simplificada:

L (microH)=d².n²/18d+40 l

Donde:

  • L = inductancia en microhenrios
  • d = diámetro de la bobina en pulgadas
  • l = longitud de la bobina en pulgadas
  • n = número de espiras

Fuente