BOBINA

VILCAPOMA BOHORQUEZ Steven 12190078

BULLON ROMERO Sergio Arturo 12190061

DefiniciónUn inductor o bobina es un componente pasivo de un circuito eléctrico que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de campo magnético.

Descripción Estos componentes pasivos de dos terminales  generan un flujo

magnético cuando se hacen circular por ellas una corriente eléctrica.Se fabrican arrollando un hilo conductor sobre un núcleo de material ferromagnético o al aire.

Su unidad de medida es el Henrio (H) en el Sistema Internacional pero se suelen emplear los submúltiplos mH y mH.

Sus símbolos normalizados son los siguientes: Existen bobinas de diversos tipos según su núcleo y según tipo de

arrollamiento.

Su aplicación principal es como filtro en un circuito electrónico, denominándose comúnmente, choques.

Unidad y medición de la bobina

Las bobinas se miden en Henrios (H.), pudiendo encontrarse bobinas que se miden en MiliHenrios (mH). El valor que tiene una bobina depende de: El número de espiras que tenga la bobina (a más

vueltas mayor inductancia, o sea mayor valor en Henrios).

El diámetro de las espiras (a mayor diámetro, mayor inductancia, o sea mayor valor en Henrios).

La longitud del cable de que está hecha la bobina. El tipo de material de que esta hecho el núcleo, si es

que lo tiene.

Características de la bobina Permeabilidad magnética (m).- Es una característica que

tiene gran influencia sobre el núcleo de las bobinas respecto del valor de la inductancia de las mismas. Los materiales ferromagnéticos son muy sensibles a los campos magnéticos y producen unos valores altos de inductancia, sin embargo otros materiales presentan menos sensibilidad a los campos magnéticos. El factor que determina la mayor o menor sensibilidad a esos campos magnéticos se llama permeabilidad magnética.Cuando este factor es grande el valor de la inductancia también lo es.

Factor de calidad (Q).- Relaciona la inductancia con el valor óhmico del hilo de la bobina. La bobina será buena si la inductancia es mayor que el valor óhmico debido al hilo de la misma.

Fijas Con núcleo de aire

El conductor se arrolla sobre un soporte hueco y posteriormente se retira este quedando con un aspecto parecido al de un muelle. Se utiliza en frecuencias elevadas.

Una variante de la bobina anterior se denomina solenoide y difiere en el aislamiento de las espiras y la presencia de un soporte que no necesariamente tiene que ser cilíndrico. Se utiliza cuando se precisan muchas espiras. Estas bobinas pueden tener tomas intermedias, en este caso se pueden considerar como 2 o más bobinas arrolladas sobre un mismo soporte y conectadas en serie. Igualmente se utilizan para frecuencias elevadas.

Tipos de bobinas

Bobinas con núcleo solido

Poseen valores de inductancia más altos que los anteriores debido a su nivel elevado de permeabilidad magnética. El núcleo suele ser de un material ferromagnético. Los más usados son la ferrita y el ferroxcube. Cuando se manejan potencias considerables y las frecuencias que se desean eliminar son bajas se utilizan núcleos parecidos a los de los transformadores (en fuentes de alimentación sobre todo). Así nos encontraremos con las configuraciones propias de estos últimos. Las secciones de los núcleos pueden tener forma de EI, M, UI y L.

Las bobinas de nido de abeja se utilizan en los circuitos sintonizadores de aparatos de radio en las gamas de onda media y larga. Gracias a la forma del bobinado se consiguen altos valores inductivos en un volumen mínimo.

Las bobinas de núcleo toroidal se caracterizan por que el flujo generado no se dispersa hacia el exterior ya que por su forma se crea un flujo magnético cerrado, dotándolas de un gran rendimiento y precisión.

La bobinas de ferrita arrolladas sobre núcleo de ferrita, normalmente cilíndricos, con aplicaciones en radio es muy interesante desde el punto de vista practico ya que, permite emplear el conjunto como antena colocándola directamente en el receptor.

Tipos de bobinas con núcleo solido

Bobinas variables

También se fabrican bobinas ajustables. Normalmente la variación de inductancia se produce por desplazamiento del núcleo. Las bobinas blindadas pueden ser variables o fijas, consisten encerrar la bobina dentro de una cubierta metálica cilíndrica o cuadrada, cuya misión es limitar el flujo electromagnético creado por la propia bobina y que puede afectar negativamente a los componentes cercanos a la misma.

Almacenamiento de energía en inductoresUna corriente i al fluir a través de un inductor, origina que se produzca un flujo concatenado total que pasa a través de las vueltas de la bobina, constituyendo así el dispositivo. Justo como se realiza el trabajo de mover cargas entre las placas de un capacitor, es necesario un trabajo semejante para establecer el flujo ø en el inductor. Se dice que el trabajo o energía que se requiere en este caso se almacena en el campo magnético.

El inductor ideal, como el capacitor ideal no disipa potencia alguna. Por tanto la energía almacenada en el inductor se puede recuperar. Supóngase que el inductor, por medio de un circuito externo, se conecta en paralelo con un resistor. En este caso la corriente a través de la combinación inductor-resistor hasta que la energía previamente almacenada en el inductor es absorbida por el resistor y la corriente es cero.

Cuando circula corriente eléctrica por una bobina se produce un campo magnético como el mostrado en la figura.

Capacitores e inductores prácticos.

Los inductores prácticos, como las capacitores prácticos, tienden a votar o disipar cierta cantidad de potencia. Esto resulta de las perdidas óhmicas asociadas al alambre del que se hace la bobina del inductor y de la pérdidas en el núcleo debidas a corrientes inducidas que aparecen en el núcleo alrededor del cual se enrolla la bobina.

Carga y descarga de la bobina

La bobina es un elemento que genera un campo magnético alrededor de el, a través de este elemento existe una carga y descarga de corriente, en 1Tao se encuentra en el 63% de su carga total de corriente y en 5T esta completamente cargado, su constante de tiempo es de T = L/R su formula de corriente es la siguiente.

i(t) = V/R (e -t / L/R )

Bobinas en serie y en paralelo

La conexión en serie de N bobinas, como veremos en la siguiente figura, aplicando la LVK, vemos que:

Por lo cual podemos escribir que:

En el Circuito, podemos sacar el voltaje así:

Por tanto, la inductancia equivalente de N inductores en serie es simplemente la suma de las inductancias individuales. Además es evidente que una corriente inicial es igual a la que fluye por la conexión en serie. Por lo tanto, la Ley de Ohm rige este circuito.

En el circuito paralelo tenemos:

Donde i (t0) es la corriente en LP en t = t0 . Si este circuito es una red equivalente de la conexión en paralelo, entonces las ecuaciones anteriores requieren que la inductancia en paralelo equivalente este dada por:

Las bobinas en circuitos su análisis DC en régimen permanente las bobinas pueden cortocircuitarse.

La suma de bobinas en serie y paralelo se realiza igual que  las resistencias en serie y paralelo.

Inductancia en una bobina recta

N: numero de espiras

A: área de las espiras

L: longitud e:

permeabilidad del núcleo

L=

Bobina lineal

La inductancia de una bobina lineal es un valor positivo que no depende de la tensión ni de la corriente, solo depende de la geometría y de los materiales.

Relación i-v para una bobina Partimos del resultado anterior

Integrando

Donde i() es la corriente en el instantanea t=

La bobina es un elemento con memoria La corriente que atraviesa una bobina

depende de la historia pasada de la tensión y del valor inicial de corriente.

Aplicaciones Una de la aplicaciones más comunes de las

bobinas y que forma parte de nuestra vida diaria es la bobina que se encuentra en nuestros autos y forma parte del sistema de ignición.

En los sistemas de iluminación con tubos fluorescentes existe un elemento adicional que acompaña al tubo y que comúnmente se llama balastro.

En las fuentes de alimentación también se usan bobinas para filtrar componentes de corriente alterna y solo obtener corriente continua en la salida.