INDUCTORES

Los inductores o bobinas son elementos lineales y pasivos que pueden almacenar y liberar energía basándose en fenómenos relacionados con campos magnéticos. Una aplicación de los inductores, consistente en bloquear (“choke” en inglés) las señales de AC de alta frecuencia en circuitos de radio, dio origen a que con dicho término (choque) se haga referencia a los inductores que se emplean en aplicacione

s donde su valor no es crítico y que por lo tanto admiten grandes tolerancias.

Básicamente, todo inductor consiste en un arrollamiento de hilo conductor. La inductancia resultante es directamente proporcional al número y diámetro de las espiras y a la permeabilidad del interior del arrollamiento, y es inversamente proporcional a la longitud de la bobina.

1. Modelo Equivalente

Los inductores ideales no disipan energía como lo hacen los resistores. Pero en la práctica, el inductor real presenta una resistencia de devanado que disipa energía. A continuación figura un modelo práctico (simplificado) de inductor.

Clasificación

Según el núcleo o soporte:

• Núcleo de aire: el devanado se realiza sobre un soporte de material no magnético (fibra, plástico.). En los casos donde no se utiliza soporte, la bobina queda conformada sólo debido a la rigidez mecánica del conductor.

• Núcleo de hierro: como tiene mayor permeabilidad que el aire (10 a 100), aumenta el valor de la inductancia. Sin embargo, sólo se emplea en bajas frecuencias porque a altas frecuencias las pérdidas son elevadas. Aplicaciones: fuentes de alimentación y amplificadores de audio.

• Núcleo de ferrita: las ferritas son óxidos de metales magnéticos, de alta permeabilidad (10 a 10000) que además son dieléctricos. Existe una gran variedad en el mercado en función de la frecuencia de trabajo.

Nota: radiofrecuencia (100kHz a 100GHz) <> audiofrecuencia (20Hz a 20kHz).

Según la forma constructiva:

• Solenoides: • Toroides:

Según la frecuencia de la corriente aplicada:

• Alta frecuencia: de reducido tamaño y número de espiras • Baja frecuencia: de mayor tamaño y número de espiras

Según el recubrimiento: -, plástico, resina, metal (apantalladas).

Según la característica de su valor: fijos y ajustables.

Según el tipo de montaje: de inserción y SMD.

Codificación

Los inductores moldeados suelen presentar un sistema de código de colores similar al de los resistores.

Alternativa: de acuerdo con el estándar EIA (Electronic Industries Association), si una de las bandas que corresponden a las cifras significativas es dorada, ésta representa al punto decimal y la banda que antes actuaba como multiplicador pasa a ser ahora otra cifra significativa.

Valores Estándares

Los valores más comunes de inductores moldeados corresponden a la serie E12 (10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82).

Criterios De Selección A continuación se enumeran las características técnicas que hay que tener en cuenta a la hora de seleccionar los inductores para determinada aplicación.

• Valor inductivo

• Tolerancia

• Tamaño y requisitos de montaje

• Margen de frecuencias o frecuencia central de trabajo

• Capacidad parásita entre bornes: tiene influencia al trabajar en alta frecuencia porque puede hacer que el inductor se comporte como un cortocircuito.

• Resistencia de aislamiento entre espiras: si se supera el voltaje máximo entre terminales, se perfora el aislante del hilo conductor.

• Corriente admisible por el hilo conductor

• Q (factor de calidad o de mérito): se define como la relación entre la reactancia inductiva y la resistencia óhmica del inductor (Q=2*pi*f*L / R). Es deseable que la resistencia sea baja y por ende que el Q sea alto. Según la fórmula, Q tendría que aumentar con la frecuencia, sin embargo no es así porque también aumenta la resistencia.

Los fabricantes informan sobre el Q del inductor a la frecuencia de trabajo o bien presentan curvas de Q(f). Los Q de inductores para aplicaciones de radiofrecuencia oscilan entre 50 y 200.

• Coeficiente de temperatura

Consideraciones Prácticas

Corriente máxima: dada por las limitaciones físicas del hilo conductor (resistencia y máxima disipación de potencia).

Interferencia: los campos magnéticos de los inductores pueden afectar el comportamiento del resto de los componentes del circuito, especialmente de otros inductores. La proximidad de dos inductores puede dar origen a una inductancia mutua que causará efectos no deseados, razón por la cual los diseñadores tienden a elegir capacitores sobre inductores para realizar tareas similares.

Prueba: factores como el desgaste, el sobrecalentamiento y la corriente excesiva pueden ocasionar cortocircuitos entre las espiras o inclusive circuitos abiertos. Esta última condición se verifica fácilmente con un óhmetro, pero la condición de cortocircuito entre espiras es más difícil de determinar dada su inherente baja resistencia entre terminales.