Instituto Técnico Público Instituto Técnico Público Julio C. TelloJulio C. Tello

BOBINABOBINA

Profesora:Profesora:ELENA YOVERA MARTINEZ ELENA YOVERA MARTINEZ

Villa el Salvador - LimaVilla el Salvador - Lima

Concepto:Concepto: Llamado también inductor o inductancia es un Llamado también inductor o inductancia es un

componente pasivo de un circuito eléctrico.componente pasivo de un circuito eléctrico. La bobina es un dispositivo conformado por un gran La bobina es un dispositivo conformado por un gran

número de vueltas de alambre de cobre enrollados sobre número de vueltas de alambre de cobre enrollados sobre un núcleo, generalmente de forma cilíndrica que puede un núcleo, generalmente de forma cilíndrica que puede ser de aire (sin núcleo), de ferrite, hierro, silicio, etc. ser de aire (sin núcleo), de ferrite, hierro, silicio, etc. que almacena energía en forma de campo que almacena energía en forma de campo electromagnético.electromagnético.

Símbolo de la InductanciaSímbolo de la Inductancia

Para la creación y mantenimiento del campo Para la creación y mantenimiento del campo electromagnético es preciso que circule una electromagnético es preciso que circule una corriente eléctrica.corriente eléctrica.

Inductancia, unidadesInductancia, unidades

La inductancia mide el valor de oposición de La inductancia mide el valor de oposición de la bobina al paso de la corriente y la Unidad de la bobina al paso de la corriente y la Unidad de medida es el Henrio medida es el Henrio (H), pero el Henrio es (H), pero el Henrio es una unidad muy grande y generalmente se una unidad muy grande y generalmente se usan los submúltiplos como el mili Henrios usan los submúltiplos como el mili Henrios (mH) y el mico Henrio. (mH) y el mico Henrio.

El valor de inductor depende de:El valor de inductor depende de:El número de espiras que tenga la bobina El número de espiras que tenga la bobina El diámetro de las espiras El diámetro de las espiras La longitud del cable de que está hecha la bobina.La longitud del cable de que está hecha la bobina.El tipo de material de que esta hecho el núcleo, si es El tipo de material de que esta hecho el núcleo, si es que lo tiene.que lo tiene.

Es decir, si incrementamos el número de vueltas de alambre en una Es decir, si incrementamos el número de vueltas de alambre en una bobina con núcleo de aire se incrementa la inductancia; y si mantenemos el bobina con núcleo de aire se incrementa la inductancia; y si mantenemos el mismo número de mismo número de vuelta, pero, ahora colocamos un núcleo tal como laminas vuelta, pero, ahora colocamos un núcleo tal como laminas de hierro silicoso o acero pulverizado mezclado con resina, la inductancia se de hierro silicoso o acero pulverizado mezclado con resina, la inductancia se incrementa nuco más.incrementa nuco más.

Tipos de bobinas:Tipos de bobinas:

1.-Inductancia con núcleo de 1.-Inductancia con núcleo de

aire llamado aire llamado Solenoide:Solenoide:

2.- Inductancia con núcleo de hierro2.- Inductancia con núcleo de hierro

pulverizado (ferrita)pulverizado (ferrita) Bobina con núcleo de ferritaBobina con núcleo de ferrita::

Bobina de ferrita de Bobina de ferrita de nido de abejanido de abeja

Bobinas con núcleo Bobinas con núcleo toroidaltoroidal

Bobinas grabadas sobre Bobinas grabadas sobre el cobreel cobre

3.-Inductancia con núcleo de3.-Inductancia con núcleo de

hierrohierro Bobinas blindadas Bobinas blindadas

(Puede ser fija también)(Puede ser fija también)

ESPECIFICACIÓN TECNICA:

La inductancia se especifica por su La inductancia se especifica por su valor en Henrys y la corriente en valor en Henrys y la corriente en Amperios o miliamperios. Amperios o miliamperios. Ejemplo: Una inductancia de 500 Ejemplo: Una inductancia de 500 mili Henrios, 750 miliAmperiosmili Henrios, 750 miliAmperios

construccionconstruccion

Un inductor está constituido usualmente por Un inductor está constituido usualmente por una cabeza hueca de una bobina de material una cabeza hueca de una bobina de material conductor, típicamente alambre o hilo de cobre conductor, típicamente alambre o hilo de cobre esmaltado. esmaltado.

Aplicaciones de una bobinaAplicaciones de una bobina

Timbre

Una bobina por la que circula una corriente alterna hace moverse alternativamente a un lado y a otro gracias al campo magnético generado una paleta que golpea una campana.

Electroválvula

Una bobina de tipo solenoide abre o cierra mediante atracción magnética una válvula que controla el paso de un fluido. Típicamente la válvula se mantiene cerrada por la acción de un muelle, al aplicar corriente al solenoide la abre venciendo la fuerza del muelle y dejando pasar el fluido

Relé / Contactór

Interruptor controlado eléctricamente. Una bobina por la que circula una corriente genera un campo magnético que mueve un elemento ferromagnético que a su vez abre o cierra un interruptor eléctrico. Relés y contactores están presentes en todos los automatismos eléctricos.

Motor eléctrico / Generador

Mediante campos magnéticos generados por bobinas se transforma energía eléctrica en movimiento rotatorio de un eje. Y a la inversa, el movimiento rotatorio de un eje genera energía eléctrica en las bobinas al hacer pasar un campo magnético a través de las mismas.

Interruptor Diferencial

Dos bobinas colocadas en serie producen un campo magnético opuesto, si la corriente que circula por las bobinas no es igual (lo cual detecta una fuga de corriente en el circuito) las fuerzas se descompensan y se abre el interruptor.

Sensor inductivo

Una bobina detecta el paso de un elemento ferromagnético por sus proximidades generando una tensión eléctrica en sus extremos. Muy usados en automóvil y todo tipo de maquinaria ya que al no tener partes móviles nos sufren desgaste

Balasto (reactancia)

Bobina que se encarga de mantener un flujo de corriente estable en lámparas fluorescentes y similares

Transformador eléctrico

Lo forman dos bobinas que comparten circuito magnético.

Energía almacenada:Energía almacenada:

La bobina almacena energía eléctrica en forma La bobina almacena energía eléctrica en forma de campo magnético cuando aumenta la de campo magnético cuando aumenta la intensidad de corriente, devolviéndola cuando intensidad de corriente, devolviéndola cuando ésta disminuye. ésta disminuye.

Campo magnetico:Campo magnetico:

Para un solenoide largo en el cual la distancia Para un solenoide largo en el cual la distancia entre uno de sus extremos al centro , es mucho entre uno de sus extremos al centro , es mucho mayor que el radio, el campo magnético es:mayor que el radio, el campo magnético es:

BB==μμo*n*I, donde o*n*I, donde μμo es =4π*10^-7 ; T·m/Ao es =4π*10^-7 ; T·m/A nn, es el número de espiras por unidad de , es el número de espiras por unidad de

longitud N/L ; longitud N/L ; I, la corriente que pasa por el selenoide. I, la corriente que pasa por el selenoide.

InductanciaInductancia

Autoinductancia, el flujo que atraviesa un circuito Autoinductancia, el flujo que atraviesa un circuito puede relacionarse con la corriente en el mismo y con puede relacionarse con la corriente en el mismo y con las corrientes que circulan por los circuitos próximos.las corrientes que circulan por los circuitos próximos.(No hay cercanía con ningún imán permanente).(No hay cercanía con ningún imán permanente).

donde Φdonde Φmm es el flujo es el flujo Magnetico, Magnetico, AA el área el área transversal de la bobina ytransversal de la bobina y L la longitud.L la longitud.

Comportamiento ideal y realComportamiento ideal y real

La bobina ideal puede La bobina ideal puede definirse a partir de la definirse a partir de la siguiente ecuación:siguiente ecuación:

donde, L es la inductancia, u (t) es donde, L es la inductancia, u (t) es la función diferencia de potencial la función diferencia de potencial aplicada a sus bornes e i (t) la aplicada a sus bornes e i (t) la intensidad resultante que circula.intensidad resultante que circula.

Comportamiento en corriente Comportamiento en corriente continua:continua: Una bobina ideal en CC se comporta como un Una bobina ideal en CC se comporta como un

cortocircuito (conductor ideal) mientras que la cortocircuito (conductor ideal) mientras que la real se comporta como una resistencia cuyo real se comporta como una resistencia cuyo valor RL será el de su devanado. valor RL será el de su devanado.

Comportamiento en corriente Comportamiento en corriente alterna:alterna: En CA, una bobina ideal ofrece una resistencia En CA, una bobina ideal ofrece una resistencia

al paso de la corriente que recibe el nombre de al paso de la corriente que recibe el nombre de reactancia inductivareactancia inductiva, XL, cuyo valor viene , XL, cuyo valor viene dado por el producto de la pulsación ( ) dado por el producto de la pulsación ( ) por la inductancia, L:por la inductancia, L:

EL TRANSFORMADOREL TRANSFORMADOR El transformador consiste en dos El transformador consiste en dos

bobinas separadas eléctricamente bobinas separadas eléctricamente pero, sobre un núcleo de hierro pero, sobre un núcleo de hierro común, conformados por láminas de común, conformados por láminas de hierro silicoso. A una bobina, donde hierro silicoso. A una bobina, donde se aplica la energía eléctrica se le se aplica la energía eléctrica se le denomina PRIMARIO y a la otra denomina PRIMARIO y a la otra donde se obtiene la tensión inducida donde se obtiene la tensión inducida se denomina SECUNDARIO.se denomina SECUNDARIO.

El transformador eleva o reduce el El transformador eleva o reduce el voltaje de entrada, proporciona voltaje de entrada, proporciona aislamiento y realiza adaptación de aislamiento y realiza adaptación de impedancias. impedancias.

SIMBOLO DEL TRANSFORMADOR:SIMBOLO DEL TRANSFORMADOR:

OPERACIÓN DEL TRANSFORMADOR:OPERACIÓN DEL TRANSFORMADOR:

Al aplicar la tensión alterna V1en el primario, circula corriente Al aplicar la tensión alterna V1en el primario, circula corriente I1y rápidamente aparece un flujo magnético I1y rápidamente aparece un flujo magnético ФФ que circula por que circula por el núcleo de hierro y atraviesa a la bobina secundaria. el núcleo de hierro y atraviesa a la bobina secundaria.

Por lo tanto, la variación de flujo induce en ella una tensión V2, Por lo tanto, la variación de flujo induce en ella una tensión V2, llamada tensión inducida.llamada tensión inducida.

Al invertir la polaridad de la tensión alterna en el primario, se Al invertir la polaridad de la tensión alterna en el primario, se invierte el sentido de circulación de la corriente, el campo invierte el sentido de circulación de la corriente, el campo magnético se colapsa y también se invierte el sentido de la magnético se colapsa y también se invierte el sentido de la tensión inducida. Es decir, el sentido de la tensión inducida tensión inducida. Es decir, el sentido de la tensión inducida depende del sentido de la variación del flujo.depende del sentido de la variación del flujo.

ESPCIFICACIÓN TÉCNICA DEL TRANSFORMADOR:ESPCIFICACIÓN TÉCNICA DEL TRANSFORMADOR:

Un transformador se especifica indicando su tensión en el Un transformador se especifica indicando su tensión en el primario, su tensión en el secundario y la potencia en Volt primario, su tensión en el secundario y la potencia en Volt Amperios. Ejemplo: Un transformador de 220v, 24 voltios, Amperios. Ejemplo: Un transformador de 220v, 24 voltios, 50 volt6 Amperios.50 volt6 Amperios.

MATERIALES USADOS COMO NÚCLEO

Los inductores usados en aplicaciones de baja frecuencia tal como en Los inductores usados en aplicaciones de baja frecuencia tal como en aplicaciones de audio y fuentes de alimentación, típicamente tienen núcleo aplicaciones de audio y fuentes de alimentación, típicamente tienen núcleo de hierro acero, materiales que incrementan su inductancia.de hierro acero, materiales que incrementan su inductancia.

En la practica los inductores con núcleo de hierro están limitados a 15 Khz En la practica los inductores con núcleo de hierro están limitados a 15 Khz especialmente en audio frecuenciaespecialmente en audio frecuencia