noticias

Como funcionan os indutores

Autor: Marshall Brain

inductor

Un gran uso dos indutores é asocialos con capacitores para crear osciladores. HUNTSTOCK / GETTY IMAGES

Un indutor é tan sinxelo coma un compoñente electrónico: é simplemente unha bobina de fío. Non obstante, resulta que unha bobina de fío pode facer cousas moi interesantes polas propiedades magnéticas dunha bobina.

Neste artigo, aprenderemos todo sobre os indutores e para que se usan.

Contidos

Fundamentos do indutor

Henries

Aplicación indutor: sensores de semáforo

Fundamentos do indutor

Nun diagrama de circuíto, un inductor móstrase así:

Para comprender como pode funcionar un indutor nun circuíto, esta figura é útil:

O que ves aquí é unha batería, unha bombilla, unha bobina de fío arredor dunha peza de ferro (amarelo) e un interruptor. A bobina de fío é un indutor. Se leches como funcionan os electroimáns, podes recoñecer que o indutor é un electroimán.

Se tiveses que sacar o indutor deste circuíto, o que terías é unha lanterna normal. Pechas o interruptor e a lámpada acende. Co indutor no circuíto como se mostra, o comportamento é completamente diferente.

A lámpada é unha resistencia (a resistencia crea calor para facer brillar o filamento da lámpada; consulte Como funcionan as lámpadas para obter máis información). O fío da bobina ten unha resistencia moito menor (só é fío), polo que o que esperarías cando acendes o interruptor é que a lámpada brille moi débilmente. A maior parte da corrente debe seguir o camiño de baixa resistencia a través do bucle. O que ocorre en cambio é que cando pechas o interruptor, a lámpada arde intensamente e despois queda máis tenue. Cando abres o interruptor, a lámpada arde moi brillante e despois apágase rapidamente.

O motivo deste estraño comportamento é o indutor. Cando a corrente comeza a fluír pola bobina, a bobina quere crear un campo magnético. Mentres o campo se está a construír, a bobina inhibe o fluxo de corrente. Unha vez construído o campo, a corrente pode fluír normalmente polo fío. Cando se abre o interruptor, o campo magnético ao redor da bobina mantén a corrente fluíndo pola bobina ata que o campo colapsa. Esta corrente mantén a lámpada acesa durante un período de tempo aínda que o interruptor estea aberto. Noutras palabras, un indutor pode almacenar enerxía no seu campo magnético, e un indutor tende a resistir calquera cambio na cantidade de corrente que circula por el.

Pensa na auga...

Unha forma de visualizar a acción dun indutor é imaxinar unha canle estreita coa auga fluíndo por ela e unha pesada roda de auga que ten as súas paletas mergullando na canle. Imaxina que a auga da canle non flúe inicialmente.

Agora tentas comezar a fluír a auga. A roda de paletas tenderá a impedir que a auga flúe ata que alcance a velocidade coa auga. Se entón intentas deter o fluxo de auga na canle, a roda de auga que xira tentará manter a auga en movemento ata que a súa velocidade de rotación reduzca a velocidade da auga. Un indutor está facendo o mesmo co fluxo de electróns nun fío: un indutor resiste un cambio no fluxo de electróns.

LER MÁIS

Henries

A capacidade dun indutor está controlada por catro factores:

O número de bobinas: máis bobinas significa máis inductancia.

O material ao que se envolven as bobinas (o núcleo)

A área da sección transversal da bobina: máis área significa máis inductancia.

A lonxitude da bobina: unha bobina curta significa bobinas máis estreitas (ou superpostas), o que significa máis inductancia.

Poñer ferro no núcleo dun indutor dálle moita máis inductancia que o aire ou calquera núcleo non magnético.

A unidade estándar de inductancia é o henry. A ecuación para calcular o número de henries nun indutor é:

H = (4 * Pi * #Turns * #Turns * Area da bobina * mu) / (Lonxitude da bobina * 10.000.000)

A área e lonxitude da bobina están en metros. O termo mu é a permeabilidade do núcleo. O aire ten unha permeabilidade de 1, mentres que o aceiro pode ter unha permeabilidade de 2.000.

Aplicación indutor: sensores de semáforo

Digamos que tomas unha bobina de fío de 2 metros (6 pés) de diámetro, que contén cinco ou seis lazos de fío. Cortaches uns sucos nunha estrada e colocas a bobina nos sucos. Coloca un medidor de inductancia á bobina e mira cal é a inductancia da bobina.

Agora estacionas un coche sobre a bobina e verificas de novo a inductancia. A inductancia será moito maior debido ao gran obxecto de aceiro situado no campo magnético do bucle. O coche aparcado sobre a bobina está actuando como o núcleo do inductor, e a súa presenza cambia a inductancia da bobina. A maioría dos sensores de semáforo usan o bucle deste xeito. O sensor proba constantemente a inductancia do bucle na estrada e, cando a inductancia aumenta, sabe que hai un coche esperando.

Normalmente usas unha bobina moito máis pequena. Un gran uso dos indutores é asocialos con capacitores para crear osciladores. Consulte Como funcionan os osciladores para obter máis información.