Que é a indutancia

Que é a indutancia?

A indutancia ocorre cando un cambio no fluxo de corrente se explota co obxectivo de evitar que as señais con componentes de frecuencia máis alta pasen, mentres se permiten que as señais con componentes de frecencia máis baixa pasen. É por iso que as indutancias ás veces reciben o nome de "estranguladores", xa que efectivamente estrangulan as frecencias máis altas. Unha aplicación común dun estrangulador é nun circuito de polarización de amplificador de radio onde o colector dun transistor necesita ser alimentado con unha tensión DC sen permitir que a señal RF (radiofrecuencia) condúza de volta á fonte de alimentación DC.

Imaxinemos un fío de 1.000.000 de millas (aproximadamente 1.600.000 quilómetros) de lonxitude. Imaxinemos que facemos deste fío un bucle enorme e logo conectamos os seus extremos aos terminais dunha batería como se mostra na Figura 1, facendo pasar corrente polo fío.

Se usásemos un fío curto para este experimento, a corrente comezaría a fluir inmediatamente, e alcanzaría un nivel limitado só pola resistencia no fío e a resistencia na batería. Pero porque temos un fío extremadamente longo, os electróns requiren algún tempo para abrirse paso desde o terminal negativo da batería, ao redor do bucle, e de volta ao terminal positivo. Polo tanto, levará algún tempo para que a corrente se constrúa ata o seu nivel máximo.

O campo magnético producido polo bucle comezará pequeno, durante os primeiros momentos cando a corrente fluye só en parte do bucle. O campo aumentará á medida que os electróns se movan ao redor do bucle. Cando os electróns cheguen ao terminal positivo da batería para que fluya unha corrente constante ao redor do bucle enteiro, a cantidade de campo magnético alcanzará o seu máximo e se estabilizará, como se mostra na Figura 2. Nese momento, teremos unha certa cantidade de enerxía almacenada no campo magnético. A cantidade de enerxía almacenada dependerá da indutancia do bucle, que depende do seu tamaño global. Simbolizamos a indutancia, como unha propiedade ou como unha variable matemática, escribindo unha letra L maiúscula en itálica. O noso bucle constitúe un indutor. Para abreviar "indutor", escribimos unha letra L maiúscula non en itálica.

Fig. 1. Podemos usar un bucle enorme e imaxinario de fío para ilustrar o principio da indutancia

Obviamente, non podemos facer un bucle de fío con unha circunferencia de 1.000.000 de millas. Pero podemos enrrollar lonxitudes relativamente longas de fío en bobinas compactas. Cando facemos iso, o fluxo magnético para unha lonxitude dada de fío aumenta en comparación co fluxo producido por un bucle de unha soa volta, aumentando a indutancia. Se colocamos unha barra ferromagnética chamada núcleo dentro dunha bobina de fío, podemos aumentar a densidade de fluxo e subir a indutancia aínda máis.

Podemos lograr valores de L moitas veces maiores cun núcleo ferromagnético que cos que podemos obter cunha bobina similar de aire, plástico sólido ou madeira seca. (O plástico e a madeira seca teñen valores de permeabilidade que difiren pouco do aire ou do vacío; os enxeñeiros ocasionalmente usan estes materiais como núcleos ou "formas" de bobina para engadir rigidez estructural ás espiras sen cambiar significativamente a indutancia.) A corrente que un indutor pode manexar depende do diámetro do fío. Pero o valor de L tamén depende do número de voltas na bobina, o diámetro da bobina e a forma xeral da bobina.

Se mantemos todos os outros factores constantes, a indutancia dunha bobina helicoidal aumenta en proporción directa ao número de voltas de fío. A indutancia tamén aumenta en proporción directa ao diámetro da bobina. Se "estiramos" unha bobina cun certo número de voltas e un certo diámetro mantendo todos os outros parámetros constantes, a súa indutancia diminuirá. Ao contrario, se "comprimimos" unha bobina alargada mantendo todos os outros factores constantes, a indutancia aumentará.

En circunstancias normais, a indutancia dunha bobina (ou calquera outro tipo de dispositivo deseñado para funcionar como un indutor) permanece constante independentemente da forza da señal que apliquemos. Neste contexto, "circunstancias anormais" refírense a unha señal aplicada tan forte que o fío do indutor se derrete, ou o material do núcleo se aquece excesivamente. O sentido de boa enxeñaría exixe que tales condicións non deben xurdir nun sistema eléctrico ou electrónico ben deseñado.

Fig. 2. Fluxo magnético relativo no e arredor dun bucle enorme de fío conectado a unha fonte de corrente, como función do tempo.

Declaración: Respetar lo original, artículos buenos merecen ser compartidos, si hay alguna infracción por favor contacte para eliminar.