Factores que afectan la inductancia

Hay cuatro factores básicos de la construcción del inductor que determinan la cantidad de inductancia creada. Todos estos factores dictan la inductancia al afectar la cantidad de flujo de campo magnético que se desarrollará para una cantidad determinada de fuerza de campo magnético (corriente a través de la bobina del cable del inductor):

Número de vueltas de alambre o "vueltas" en la bobina

Si todos los demás factores son iguales, un mayor número de vueltas de cable en la bobina da como resultado una mayor inductancia; Menos vueltas de cable en la bobina resultan en menos inductancia.

Explicación: Más vueltas de cable significa que la bobina generará una mayor cantidad de fuerza de campo magnético (¡medida en amperios-vueltas!), Para una cantidad determinada de corriente de bobina.

Área de la bobina

Si todos los demás factores son iguales, una mayor área de la bobina (medida mirando longitudinalmente a través de la bobina, en la sección transversal del núcleo) da como resultado una mayor inductancia; menos área de bobina resulta en menos inductancia.

Explicación: Una mayor área de la bobina presenta menos oposición a la formación del flujo de campo magnético, para una cantidad determinada de fuerza de campo (amperios-vueltas).

Longitud de la bobina

Si todos los demás factores son iguales, cuanto mayor sea la longitud de la bobina, menor será la inductancia; cuanto más corta es la longitud de la bobina, mayor es la inductancia.

Explicación: Un camino más largo para que tome el flujo del campo magnético da como resultado una mayor oposición a la formación de ese flujo para cualquier cantidad dada de fuerza de campo (amperios-vueltas).

Material del núcleo

Si todos los demás factores son iguales, cuanto mayor sea la permeabilidad magnética del núcleo alrededor del cual se envuelve la bobina, mayor será la inductancia; cuanto menor es la permeabilidad del núcleo, menor es la inductancia.

Explicación: Un material de núcleo con mayor permeabilidad magnética da como resultado un mayor flujo de campo magnético para cualquier cantidad dada de fuerza de campo (amperios-vueltas).

Se puede encontrar una aproximación de la inductancia para cualquier bobina de alambre con esta fórmula:

Debe entenderse que esta fórmula arroja aproximados sólo cifras. Una razón de esto es el hecho de que la permeabilidad cambia a medida que varía la intensidad del campo (recuerde las curvas "B-H" no lineales para diferentes materiales). Obviamente, si la permeabilidad (µ) en la ecuación es inestable, entonces la inductancia (L) también será inestable hasta cierto punto a medida que la corriente a través de la bobina cambie de magnitud.

Si la histéresis del material del núcleo es significativa, esto también tendrá efectos extraños en la inductancia de la bobina. Los diseñadores de inductores intentan minimizar estos efectos diseñando el núcleo de tal manera que su densidad de flujo nunca se acerque a los niveles de saturación y, por lo tanto, el inductor opera en una porción más lineal de la curva B / H.

Si un inductor se diseña de modo que cualquiera de estos factores pueda variarse a voluntad, su inductancia variará correspondientemente. Los inductores variables generalmente se fabrican proporcionando una forma de variar el número de vueltas de cable en uso en un momento dado, o variando el material del núcleo (un núcleo deslizante que se puede mover hacia adentro y hacia afuera de la bobina). En esta fotografía se muestra un ejemplo del diseño anterior:

Esta unidad utiliza contactos de cobre deslizantes para conectar la bobina en diferentes puntos a lo largo de su longitud. La unidad que se muestra es un inductor de núcleo de aire utilizado en los primeros trabajos de radio.

En la siguiente fotografía se muestra un inductor de valor fijo, otra unidad de núcleo de aire antigua construida para radios. Los terminales de conexión se pueden ver en la parte inferior, así como las pocas vueltas de cable relativamente grueso:

Aquí hay otro inductor (de mayor valor de inductancia), también destinado a aplicaciones de radio. Su bobina de alambre se enrolla alrededor de un tubo de cerámica blanca para mayor rigidez:

Los inductores también se pueden hacer muy pequeños para aplicaciones de placas de circuito impreso. Examine de cerca la siguiente fotografía y vea si puede identificar dos inductores cerca uno del otro:

Los dos inductores de esta placa de circuito están etiquetados como L ₁ y L ₂ , y están ubicados en el centro derecho del tablero. Dos componentes cercanos son R ₃ (una resistencia) y C

_{(un condensador). Estos inductores se denominan "toroidales" porque sus bobinas de alambre están enrolladas alrededor de núcleos en forma de rosquilla ("toroides").}

Al igual que los resistores y los condensadores, los inductores también se pueden empaquetar como "dispositivos de montaje en superficie". La siguiente fotografía muestra cuán pequeño puede ser un inductor cuando está empaquetado como tal:

Se puede ver un par de inductores en esta placa de circuito, a la derecha y al centro, que aparecen como pequeños chips negros con el número "100" impreso en ambos. La etiqueta del inductor superior se puede ver impresa en la placa de circuito verde como L ₅ . Por supuesto, estos inductores tienen un valor de inductancia muy pequeño, pero demuestra cuán pequeños se pueden fabricar para satisfacer ciertas necesidades de diseño de circuitos.

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Hoja de trabajo de inductancia