Respuesta transitoria del inductor

Los inductores tienen exactamente las características opuestas de los condensadores. Mientras que los condensadores almacenan energía en un eléctrico campo (producido por el voltaje entre dos placas), los inductores almacenan energía en un magnético campo (producido por la corriente a través del cable). Por lo tanto, mientras que la energía almacenada en un capacitor intenta mantener un voltaje constante en sus terminales, la energía almacenada en un inductor intenta mantener una corriente constante a través de sus devanados.

Debido a esto, los inductores se oponen a los cambios en la corriente y actúan precisamente de manera opuesta a los capacitores, que se oponen a los cambios de voltaje. Un inductor completamente descargado (sin campo magnético), que tiene corriente cero a través de él, actuará inicialmente como un circuito abierto cuando se conecta a una fuente de voltaje (mientras intenta mantener corriente cero), dejando caer el voltaje máximo a través de sus cables.

Con el tiempo, la corriente del inductor aumenta hasta el valor máximo permitido por el circuito y el voltaje del terminal disminuye en consecuencia. Una vez que el voltaje terminal del inductor ha disminuido al mínimo (cero para un inductor "perfecto"), la corriente permanecerá en un nivel máximo y se comportará esencialmente como un cortocircuito.

Cuando el interruptor se cierra por primera vez, el voltaje a través del inductor saltará inmediatamente al voltaje de la batería (actuando como si fuera un circuito abierto) y disminuirá a cero con el tiempo (eventualmente actuando como si fuera un cortocircuito). El voltaje a través del inductor se determina calculando cuánto voltaje se cae a través de R, dada la corriente a través del inductor, y restando ese valor de voltaje de la batería para ver qué queda.

Cuando el interruptor se cierra por primera vez, la corriente es cero, luego aumenta con el tiempo hasta que es igual al voltaje de la batería dividido por la resistencia en serie de 1 Ω. Este comportamiento es precisamente opuesto al del circuito resistor-condensador en serie, donde la corriente comenzó en un máximo y el voltaje del condensador en cero. Veamos cómo funciona esto usando valores reales:

Tiempo (segundos) Voltaje de la batería Tensión del inductor Actual 015 V15 V00.515 V9.098 V5.902 A115 V5.518 V9.482 A215 V2.030 V12.97 A315 V0.747 V14.25 A415 V0.275 V14.73 A515 V0.101 V14.90 A615 V37.181 mV 14,96 A1015 V 0,681 mV 14,99 A

Al igual que con el circuito RC, la aproximación del voltaje del inductor a 0 voltios y la aproximación de la corriente a 15 amperios a lo largo del tiempo es asintótica . Sin embargo, para todos los propósitos prácticos, podemos decir que el voltaje del inductor eventualmente alcanzará 0 voltios y que la corriente eventualmente igualará el máximo de 15 amperios.

Nuevamente, podemos usar el programa de análisis de circuitos SPICE para trazar esta caída asintótica del voltaje del inductor y la acumulación de la corriente del inductor en una forma más gráfica (la corriente del inductor se traza en términos de la caída de voltaje a través de la resistencia, usando la resistencia como derivación para medir la corriente):

Observe cómo el voltaje disminuye (a la izquierda del gráfico) muy rápidamente al principio, luego disminuyendo a medida que pasa el tiempo. La corriente también cambia muy rápidamente al principio y luego se estabiliza a medida que pasa el tiempo, pero se acerca al máximo (a la derecha de la escala) mientras que el voltaje se acerca al mínimo.

REVISAR:

• Un inductor completamente "descargado" (sin corriente a través de él) inicialmente actúa como un circuito abierto (caída de voltaje sin corriente) cuando se enfrenta a la aplicación repentina de voltaje. Después de "cargarse" completamente hasta el nivel final de corriente, actúa como un cortocircuito (corriente sin caída de voltaje).
• En un circuito de "carga" resistor-inductor, la corriente del inductor va de cero a valor completo mientras que el voltaje va del máximo a cero, ambas variables cambian más rápidamente al principio, acercándose a sus valores finales cada vez más lentamente a medida que pasa el tiempo.
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