31.4: Inductores

Un inductor, también conocido como una bobina, es un componente de circuito creado para tener una inductancia específica. Los inductores son uno de los componentes cruciales utilizados en la electrónica moderna, junto con resistores y condensadores. Sirven como una barrera contra los cambios en la corriente de un circuito. Un inductor tiende a suprimir los cambios de corriente en un circuito de corriente alterna que son más rápidos de lo deseado. En un circuito de corriente continua, un inductor ayuda a mantener una corriente constante a pesar de los cambios en la FEM aplicada.

Aunque el campo eléctrico asociado con el efecto de inducción magnética no es conservativo, hay una diferencia de potencial real entre los terminales del inductor, causada por fuerzas electrostáticas conservativas.

Una aplicación común de la inductancia es permitir que los semáforos detecten cuando los vehículos están esperando en una intersección de calles. Un circuito eléctrico con un inductor se coloca en el camino debajo del lugar donde un automóvil en espera se detendrá. El cuerpo del automóvil aumenta la inductancia y el circuito cambia, enviando una señal a los semáforos para cambiar de color. De manera similar, los detectores de metales utilizados para la seguridad en el aeropuerto emplean la misma técnica. Una bobina o inductor en el marco del detector de metales actúa como un transmisor y un receptor. La señal pulsada de la bobina transmisora induce una señal en la receptor. Cualquier objeto metálico en el camino afecta la autoinductancia del circuito. Los detectores de metales pueden ajustarse para sensibilidad y también pueden detectar la presencia de metales en una persona.

Los inductores también son fundamentales en las luminarias fluorescentes. En tales luminarias, el gas que llena el tubo se ioniza y produce luz debido a la corriente que fluye desde el cableado hacia el gas. Cuanto mayor sea la corriente, más fuertemente ionizado estará el plasma y menor será su resistencia. Si se aplica un voltaje suficientemente alto al plasma, el circuito externo al tubo fluorescente puede dañarse. Para evitar esto, se conecta en serie un inductor o un balasto magnético junto con el foco fluorescente, lo que evita que la corriente exceda sus límites.

Un inductor es un elemento de circuito de dos terminales que consta de bobinas de alambre. Debido a la corriente que fluye en el circuito, el flujo magnético pasa a través del inductor.

Cuando hay un cambio en la corriente que pasa a través del inductor, de acuerdo con la ley de Faraday, se genera una fem inversa. Este campo es el campo eléctrico no conservativo inducido magnéticamente.

Dado que el campo no conservador es distinto de cero solo dentro del inductor, su integral alrededor de todo el bucle puede ser reemplazada por su integral de un terminal a otro.

Por lo tanto, los electrones libres se acumulan en uno de los terminales del inductor para producir un campo eléctrico conservador distinto de cero.

El campo eléctrico total es la suma de estos dos campos eléctricos. Si el inductor tiene una resistencia insignificante, una carga de prueba no experimenta fuerza en el interior. Por lo tanto, el campo eléctrico total dentro de las bobinas debe ser cero. Por lo tanto, el campo eléctrico no conservador en esta integral puede ser reemplazado por el negativo del campo eléctrico conservador.

Esta integral es la diferencia de potencial entre los terminales del inductor, que viene dada por esta fórmula.