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La fisica y quimica

Factores que afectan la inductancia

 

Hay cuatro factores básicos de la construcción 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 dada de fuerza de campo magnético (corriente a través de la bobina de alambre del inductor):

 

Número de vueltas de alambre o “vueltas” en la bobina

 

Todos los demás factores son iguales, un mayor número de vueltas de alambre en la bobina da como resultado una mayor inductancia; Menos vueltas de alambre 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!), Para una cantidad dada de corriente de bobina .

 

less inductance and more inductance diagram

 

Área de la bobina

 

Todos los demás factores son iguales, una mayor área de la bobina (según se mide mirando longitudinalmente a través de la bobina, en la sección transversal del núcleo) da como resultado una mayor inductancia; Menos área de la bobina da como resultado menos inductancia.

 

Explicación: El área mayor de la bobina presenta menos oposición a la formación de flujo de campo magnético, para una cantidad dada de fuerza de campo (amp-giros).

 

less inductance and more inductance diagram

 

Longitud de la bobina

 

Todos los demás factores son iguales, cuanto mayor es la longitud de la bobina, menor es la inductancia; cuanto más corta es la longitud de la bobina, mayor es la inductancia.

 

Explicación: Una ruta más larga para que el flujo del campo magnético tenga como resultado una mayor oposición a la formación de ese flujo para cualquier cantidad dada de fuerza de campo (vueltas de amplificador).

 

less inductance and more inductance diagram

 

Material del núcleo

 

Todos los demás factores son iguales, cuanto mayor es la permeabilidad magnética del núcleo alrededor del cual se enrolla la bobina, mayor es 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 (vueltas de amplificador).

 

less inductance and more inductance diagram

 

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

 

coil of wire inductance formula

 

Debe entenderse que esta fórmula produce cifras aproximadas solamente. Una razón para 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 en algún grado a medida que la corriente a través de la bobina cambia 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, por lo que el inductor opera en una porción más lineal de la curva B / H.

 

Si un inductor está diseñado para que cualquiera de estos factores pueda variar a voluntad, su inductancia variará correspondientemente. Los inductores variables generalmente se hacen proporcionando una forma de variar el número de vueltas de alambre 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:

 

dual variable inductor

 

Esta unidad utiliza contactos deslizantes de cobre para aprovechar la bobina en diferentes puntos a lo largo de su longitud. La unidad que se muestra resulta ser 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 antigua unidad de núcleo de aire construida para radios. Los terminales de conexión se pueden ver en la parte inferior, así como las pocas vueltas de cable relativamente grueso:

 

fixed value inductor connection terminals

 

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 una mayor rigidez:

 

white ceramic connection terminals

 

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

 

printed circuit board two inductors

 

Los dos inductores en esta placa de circuito están etiquetados L 1 y L 2 , y están ubicados en el centro derecho de la placa. 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 (“toro”).

 

Al igual que resistencias y condensadores , los inductores también pueden empaquetarse como “dispositivos de montaje en superficie”. La siguiente fotografía muestra cuán pequeño puede ser un inductor cuando se empaca como tal:

 

printed circuit board inductor

 

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 pueden fabricarse para satisfacer ciertas necesidades de diseño de circuitos.

 

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