¿Qué es un inductor y cómo funciona? Una guía detallada

Un circuito eléctrico se compone de muchos componentes. Todo depende de lo que se espera que el circuito proporcione. Por eso, existen componentes pasivos y activos. Hoy nos centraremos en los inductores, que son componentes pasivos, para ver su importancia, tipos y aplicaciones en electrónica. Aprendamos más.

Inductores explicados: conceptos básicos sobre cómo funcionan los inductores y su principio de funcionamiento.

¿Qué es un inductor?

Un inductor Es un componente eléctrico pasivo que almacena energía en un campo magnético cuando la corriente lo atraviesa. Los inductores constan de un núcleo y una bobina de alambre. El alambre se enrolla alrededor del núcleo, que está hecho de materiales como ferrita, hierro o aire.

 

¿Cómo funciona un inductor?

Ahora que tienes una buena comprensión de ¿Qué es un inductor? A continuación veremos cómo funciona. Sabemos que almacena energía eléctrica en un campo magnético cuando la corriente lo atraviesa. Sin embargo, ¿cómo funciona esto?

Todo comienza con la creación de un campo magnético. Esto es posible cuando la corriente eléctrica fluye a través de la bobina de alambre. Esto genera un campo magnético alrededor de la bobina. Este campo magnético es el que se utiliza para almacenar energía eléctrica, pero en forma de energía magnética.

Según la ley de Lenz, el inductor se opone al cambio de corriente, ya sea creciente o decreciente, induciendo voltaje en el inductor para resistir dicho cambio. Por lo tanto, en este caso, la fuerza electromotriz inducida (FME) se opone al cambio de corriente.

La próxima vez que veas un símbolo de inductorAprenderá cómo funciona y cómo se puede utilizar en diversas aplicaciones, como el accionamiento de motores, el filtrado de señales de CA y la conversión y el almacenamiento de energía.

 

Parámetros clave de un inductor

Es posible que encuentre términos como inductancia, DCR, factor Q y otros mientras investiga ¿Qué hacen los inductores? Y se preguntan qué significan. A continuación, analizamos brevemente algunos de los parámetros clave de un inductor para que puedan comprenderlo mejor.

Inductancia (L)

La inductancia es un parámetro clave de un inductor que representa su capacidad para almacenar energía eléctrica en un campo magnético. Se mide en henrios (H).

Resistencia de CC (DCR)

Esta es la resistencia del cable del inductor. Provoca disipación de energía en forma de calor. Una DCR más baja es más deseable, lo que resulta en un funcionamiento eficiente, especialmente en fuentes de alimentación.

Calificación actual

Esta es la corriente máxima que un inductor puede soportar sin sobrepasar sus límites de temperatura interna ni causar saturación magnética. Superar esta corriente nominal puede provocar daños en el inductor.

Factor de calidad (factor Q)

Mide la capacidad del inductor para almacenar energía en el campo magnético antes de perderla en forma de calor. Buscamos un inductor con un factor Q alto, especialmente para aplicaciones de alta frecuencia.

Frecuencia autorresonante (SRF)

Esta es la frecuencia a la que la capacitancia parásita y la inductancia del inductor resuenan, lo que genera un pico de impedancia. Cuando el inductor opera por encima de la frecuencia de resonancia de la señal de salida (SRF), puede causar problemas de rendimiento y, en ocasiones, daños.

Clasificación de temperatura

Esta es la temperatura máxima a la que puede funcionar el inductor sin provocar una degradación del rendimiento ni superar su corriente nominal.

 

Funciones de un inductor

Las funciones de un inductor nos ayudan a obtener una comprensión clara de ¿Qué hace un inductor? En un circuito. Esto es lo que puedes esperar.

• La energía se almacena a medida que la corriente pasa por el inductor. Si la corriente cambia o se interrumpe, esta energía almacenada se libera de nuevo al circuito.
• Los inductores también pueden regular la corriente, resistiendo cambios repentinos en el flujo de corriente y ayudando a mantener niveles de corriente estables.
• La combinación de inductores y condensadores también permite filtrar y eliminar frecuencias de señales no deseadas.
• Las aplicaciones de suministro de energía también podrían usar un inductor para suavizar las fluctuaciones de voltaje y evitar cambios bruscos de corriente. Esto debería ayudar a mantener un flujo de corriente constante.
• Los inductores también se pueden utilizar en transformadores para transferir energía de un circuito a otro. Además, son fundamentales para crear circuitos resonantes y oscilar a frecuencias específicas.

 

Tipos de inductores

Existen varios tipos de inductores en el mercado, cada uno con diferentes aplicaciones. Se clasifican principalmente según su construcción. A continuación, se presentan varias opciones de inductores.

Inductor de núcleo de aire

Este tipo no tiene núcleo. Se pueden utilizar en aplicaciones de alta frecuencia, ya que presentan bajas pérdidas y son menos propensos a la saturación.

Núcleo de hierro

A diferencia del otro tipo mencionado, este tiene un núcleo ferromagnético, como el hierro. Esto aumenta la inductancia, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren alta inductancia y también funciona bien a frecuencias más bajas.

Núcleo de ferrita

Los núcleos de ferrita también se utilizan en inductores que operan a altas frecuencias. Esto se debe a que ofrecen bajas pérdidas y son resistentes a la saturación.

Núcleo de hierro en polvo

Si buscas un equilibrio entre alta frecuencia y alto rendimiento de inductancia, adquiere este tipo.

Núcleo laminado

Esta es una buena opción si necesita ajustar las propiedades magnéticas del inductor, ya que utiliza láminas delgadas de acero laminado.

Núcleo toroidal

El núcleo de este inductor suele tener forma de rosquilla. Proporciona una alta inductancia por espira, por lo que se espera que se utilice en aplicaciones de baja frecuencia.

Núcleo cerámico

En este caso, la cerámica es el material principal. Es un material adecuado para aplicaciones de alta frecuencia.

 

Cómo elegir el inductor adecuado para un circuito

Cuando veas un símbolo de un inductor En un circuito, simplemente sabes que se eligió por una razón. Si quieres hacer lo mismo, así es como elegirías un inductor.

Valor de inductancia

La inductancia de un inductor es vital para el funcionamiento del circuito. Por lo tanto, es fundamental elegir la inductancia correcta según la frecuencia de operación y las necesidades de impedancia del circuito.

Calificación actual

Esto determina el máximo corriente a través de un inductor Esto no provocará saturación ni reducirá el rendimiento. Dependiendo del diseño del circuito, deberá mantenerse por debajo de la corriente nominal.

Rango de frecuencia

Siempre debe verificar el rango de frecuencia nominal de operación. Esto es importante, ya que determinará si el inductor es lo suficientemente bueno para funcionar en su circuito o si necesita una unidad diferente.

Resistencia de CC

Idealmente, buscamos una baja resistencia de CC para minimizar las pérdidas de energía. Esto también mejora la eficiencia, especialmente en los circuitos de potencia.

Tamaño físico

Esto es clave para determinar si el inductor encajará en el espacio asignado. También puede determinar el estilo de montaje del inductor para que pueda elegir el diseño adecuado para su circuito.

Costo y disponibilidad

También debes considerar la disponibilidad y el precio del inductor. Quizás necesites cambiarlo. ¿Estará disponible fácilmente? ¿Y cuál es su precio? Comparar diferentes marcas te ayudará a comprender las distintas opciones disponibles.

 

Cómo solucionar problemas de inductores

A veces, el inductor podría no funcionar como se espera. Sería útil realizar una solución de problemas para comprender el problema. Aquí te explicamos cómo solucionar problemas con los inductores.

• Una prueba con multímetro puede ser útil para comprobar el correcto funcionamiento del inductor. Puede realizar una comprobación de resistencia o de continuidad para comprobar su rendimiento. Durante la comprobación de resistencia, es importante que la resistencia sea baja. Si la resistencia es alta o está abierta, significa que el inductor está fundido.
• También puede usar un medidor LCR. Este proporciona una medición de inductancia más precisa que un multímetro convencional. Es la mejor opción para aplicaciones de alta inductancia.
• La otra opción sería un osciloscopio. Es una buena opción para probar el inductor observando las formas de onda. Compruebe si hay anomalías o distorsiones en la forma de onda, ya que esto puede indicar un problema con el inductor.
• Un analizador de impedancia también es clave para descubrir laimpedancia de un inductor Basado en la frecuencia. Es una buena herramienta para comprender el comportamiento del inductor en diferentes frecuencias.
• La termografía es fundamental para determinar si el inductor se está sobrecalentando, lo cual puede causar daños si no se soluciona. Una cámara termográfica puede identificar puntos calientes en la superficie del inductor.

 

Inductores vs. Condensadores: Conozca la diferencia

La principal diferencia radica en cómo ambos almacenan energía. Los inductores almacenan la energía en un campo magnético, mientras que los condensadores la almacenan en un campo eléctrico entre placas cargadas.

Ambos tienen reactancia, pero son diferentes. En los inductores, la reactancia inductiva aumenta con la frecuencia. En los condensadores, la reactancia capacitiva disminuye con la frecuencia.

¿Qué hay del comportamiento de la corriente alterna (CA)/corriente continua (CC)? En los inductores, la CC pasa fácilmente, pero se opone a la CA, especialmente a frecuencias altas. Los condensadores son diferentes, ya que bloquean la CC con mayor eficacia, pero pasan la CA con mayor facilidad, especialmente a frecuencias altas.

Otra diferencia es que los condensadores resistirán los cambios de voltaje mientras que los inductores resistirán los cambios de corriente.

 

Conclusión

Existen muchos tipos de inductores en el mercado. Lo importante es elegir siempre el adecuado para cada trabajo. Hemos cubierto... ¿Qué es un inductor?Esto debería ayudar a elegir según el diseño del circuito. Además, conviene revisar varias reseñas de marcas para determinar si ofrecen la mejor calidad en inductores. Esto es clave para garantizar la mejor relación calidad-precio. Aun así, utilice los inductores correctamente para obtener siempre el mejor rendimiento.