Inductors Explained - The basics how inductors work working principle
¿Qué es un inductor y cómo funciona?
Introducción a los inductores
- Paul presenta el tema del video, que se centra en los inductores, su funcionamiento, aplicaciones y su importancia en circuitos eléctricos.
- Se define un inductor como un componente que almacena energía en su campo magnético y puede liberarla rápidamente.
Comparación con capacitores
- Se menciona un video anterior sobre capacitores, sugiriendo revisarlo para entender mejor la comparación entre ambos componentes.
Analogía del agua para explicar el funcionamiento
- Se utiliza una analogía de agua fluyendo a través de tuberías para ilustrar cómo funcionan los inductores. La bomba representa la batería y las tuberías son los cables eléctricos.
- Un reductor en una de las ramas de la tubería simboliza la resistencia eléctrica, mientras que una rueda hidráulica representa al inductor.
Comportamiento del inductor al iniciar y detener el flujo
- Al comenzar el flujo de agua (electrones), este enfrenta resistencia debido a la rueda pesada (inductor), lo que hace que el agua tome otro camino más fácil.
- Una vez que la rueda alcanza velocidad máxima, ofrece poca resistencia, permitiendo que el flujo se dirija principalmente por esa ruta.
Efecto de desconectar la fuente de energía
- Cuando se apaga la bomba (fuente de energía), la rueda sigue girando gracias a su inercia, empujando el agua alrededor del circuito hasta que se detiene por completo.
Comportamiento del inductor en circuitos
Inductores en paralelo con cargas resistivas
- Se describe cómo un inductor conectado en paralelo con una carga resistiva (como una lámpara) afecta el flujo eléctrico inicial.
- Al encenderse el circuito, los electrones fluyen primero hacia la lámpara; sin embargo, inicialmente muy poco corriente pasa por el inductor debido a su alta resistencia.
Continuidad del flujo tras desconectar
- Cuando se desconecta la fuente de alimentación, el inductor continúa empujando electrones a través del circuito hasta que toda la energía almacenada se disipa.
Principios físicos detrás del funcionamiento del inductor
Generación de campos magnéticos
- Al pasar corriente eléctrica por un cable, este genera un campo magnético. Este fenómeno puede observarse utilizando brújulas alrededor del cable.
Formación de campos magnéticos potentes mediante bobinas
- Enrollar el cable forma un campo magnético más fuerte al combinar los campos individuales generados por cada vuelta.
Almacenamiento y conversión de energía
- El campo magnético almacena energía; cuando se corta la alimentación eléctrica, este colapsa y convierte esa energía almacenada nuevamente en electricidad para mover electrones.
Resistencia al cambio: comportamiento característico del inductor
Oposición al cambio en corriente
- Los inductores tienden a resistir cambios bruscos en corriente. Si esta aumenta o disminuye repentinamente, generan fuerzas opuestas para mantenerla constante.
Fuerza electromotriz inversa
Inductores y su Comportamiento en Circuitos
Funcionamiento de los Inductores
- Cuando la corriente fluye a través de un inductor, genera un campo magnético que aumenta gradualmente. A medida que el campo magnético se estabiliza, la resistencia del inductor al flujo de corriente disminuye, actuando como un cable normal.
- Al crear un camino más fácil para que los electrones fluyan hacia la batería, el inductor desvía la corriente del circuito principal (como una lámpara), lo que provoca que esta última deje de brillar.
- El campo magnético almacenado en el inductor convierte energía eléctrica para intentar estabilizar el flujo de corriente cuando se corta la alimentación. Sin embargo, este campo colapsa a medida que disminuye la corriente.
Visualización del Comportamiento del Inductor
- En comparación con un resistor conectado a un osciloscopio, donde la corriente muestra un aumento instantáneo y luego se estabiliza, el inductor presenta una curva gradual al aumentar y disminuir la corriente.
- Al detenerse el flujo de corriente en un resistor, hay una caída instantánea a cero; sin embargo, en el caso del inductor, la caída es gradual debido a su resistencia inicial al cambio.
Diseño y Aplicaciones de Inductores
- Los inductores suelen estar compuestos por alambre de cobre enrollado alrededor de un cilindro o anillo. Existen diseños con recubrimientos para proteger el campo magnético e interferir menos con otros componentes.
- Todo dispositivo con alambre enrollado actúa como inductor: motores, transformadores y relés son ejemplos comunes.
Usos Prácticos y Medición
- Los inductores se utilizan en convertidores elevadores para aumentar voltajes DC mientras disminuyen corrientes; también filtran frecuencias y permiten solo pasar DC en circuitos AC.
- La inductancia se mide en Henrios (H); valores más altos indican mayor capacidad para almacenar energía. Esto afecta tanto al tiempo necesario para construir campos magnéticos como a las respuestas EMF inversas.