8/18/2019 Autoinducción, Inductor, Fuerzamotriz.

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Autoinducción:

Autoinducción es un fenómeno electromagnético que se presenta en determinados sistemas

físicos como por ejemplo circuitos eléctricos con una corriente eléctrica variable en el tiempo. En

este tipo de sistemas la variación de la intensidad de la corriente produce un flujomagnético variable, lo cual a su vez genera una fuerza electromotriz (voltaje inducido) que afecta a

su vez a la corriente eléctrica que se opone al flujo de la corriente inicial inductora, es decir, tiene

sentido contrario. En resumen, la autoinducción es una influencia que ejerce un sistema físico sobre

sí mismo a través de campos electromagnéticos variables.

Un inductor es un circuito que consiste en un conductor  enrollado alrededor de un ncleo (!a sea de

aire o de "ierro). El fenómeno de autoinducción surge cuando el inductor ! el inducido constitu!en el

mismo elemento.

#uando por un circuito circula una corriente eléctrica, alrededor se crea un campo magnético. $i

varía la corriente, dic"o campo también varía !, segn la le! de inducción electromagnética, de

%arada!, en el circuito se produce una fuerza electromotriz o voltaje inducido, denominado fuerza

electromotriz autoinducida.

&ara comprender con ma!or facilidad este fenómeno se debe analizar ! tratar de entender la

facilidad con que se crean las bobinas o inductores ! cómo se puede observar el movimiento

de partículas de electricidad.

$egn la le! de 'enz, si la autoinducción ocurre por disminución de la intensidad, el sentido de la

corriente autoinducida es el mismo que el de la corriente inicial, o, si la causa es un aumento, el

sentido es contrario al de esta corriente.

$e denomina autoinducción de un circuito a la generación de corrientes inducidas en el circuito,

cuando en él se produce una variación del propio flujo. sta puede variar segn la intensidad de

corriente.

En *+, . %arada! descubrió que, cuando un im-n se mueve dentro de una espiral de alambre,

en éste puede generarse una corriente eléctrica. esta espiral de alambre se le conoce como

bobina o solenoide(no confundirla con un electroim-n). En éste, el conductor est- enrollado

alrededor de una barra o ncleo de "ierro, para que no "a!a contacto entre el im-n !

las espiras (alambre "elicoidal). El movimiento de un im-n dentro del solenoide induce una corriente,

! ésta produce un voltaje. 'a magnitud de voltaje inducido depende de la cantidad de espiras

(vueltas ascendentes en torno al ncleo) del inductor.

%uerza electromotriz'a fuerza electromotriz(%E) es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entredos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado. Es una

característica de cada generador eléctrico. #on car-cter general puede e/plicarse por la e/istencia

de un campo electromotor cu!a circulación, , define la fuerza electromotriz del generador.

$e define como el trabajo que el generador realiza para pasar por su interior la unidad

de carga positiva del polo negativo al positivo, dividido por el valor en #ulombios de dic"a carga.

Esto se justifica en el "ec"o de que cuando circula esta unidad de carga por el circuito e/terior al

generador, desde el polo positivo al negativo, es necesario realizar un trabajo o consumo de energía

(mec-nica, química, etcétera) para transportarla por el interior desde un punto de menor potencial

(el polo negativo al cual llega) a otro de ma!or potencial (el polo positivo por el cual sale).

'a %E se mide en voltios, al igual que el potencial eléctrico.

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&or lo que queda que0

$e relaciona con la diferencia de potencial entre los bornes ! la resistencia interna del

generador mediante la fórmula (el producto es la caída de potencial que seproduce en el interior del generador a causa de la resistencia ó"mica que ofrece al paso de la

corriente). 'a %E de un generador coincide con la diferencia de potencial en circuito abierto.

'a fuerza electromotriz de inducción (o inducida) en un circuito cerrado es igual a la variación del

flujo de inducción del campo magnético que lo atraviesa en la unidad de tiempo, lo que se

e/presa por la fórmula ('e! de %arada!). El signo 1 ('e! de 'enz) indica que el

sentido de la %E inducida es tal que se opone al descrito por la le! de %arada! ( ).

2nductor 

Un inductor , bobina o reactor  es un componentepasivo de un circuito eléctrico que, debido alfenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma decampo magnético.

Inductores de bajo costo.

Tipo Pasivo

Principio de

funcionamiento

Inducciónelectromagnética

Fecha de invención Michael Faraday(1831

Símbolo electrónico

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!n inductor est" constituido normalmente #or una bobina deconductor$t%#icamente alambre o hilo de cobre esmaltado. &'isten inductores conncleo de aire o con ncleo hecho dematerial )erroso (#or ejem#lo$aceromagnético$ #ara incrementar su ca#acidad demagnetismo.

*os inductores #ueden también estar construidos en circuitos integrados$usando el mismo #roceso utili+ado #ara reali+ar micro#rocesadores. &nestos casos se usa$ comnmente$ el aluminio como material conductor. ,inembargo$ es raro -ue se construyan inductores dentro de los circuitosintegrados es mucho m"s #r"ctico usar un circuito llamado /girador/ -ue$mediante un am#li0cador o#eracional$ hace -ue un condensador secom#orte como si )uese un inductor.

&l inductor consta de las siguientes #artes

• Devanado inductor: &s el conjunto de es#iras destinado a #roducir

el 2ujo magnético$ al ser recorrido #or la corriente eléctrica.

• Culata: &s una #ie+a de sustancia )erromagnética$ no rodeada #ordevanados$ y destinada a unir los#olos de la m"-uina.

• Pieza polar: &s la #arte del circuito magnético situada entre laculata y el entrehierro$ incluyendo el ncleo y la e'#ansión #olar.

• Núcleo: &s la #arte del circuito magnético rodeada #or el devanadoinductor.

•

Epan!ión polar: &s la #arte de la #ie+a #olar #ró'ima al inducido y-ue bordea al entrehierro.

• Polo auiliar o de conmutación: &s un #olo magnéticosu#lementario$ #rovisto o no$ de devanados y destinado a mejorar laconmutación. ,uelen em#learse en las m"-uinas de mediana y gran#otencia.

 ambién #ueden )abricarse #e-ue4os inductores$ -ue se usan#ara )recuencias muy altas$ con un conductor #asando a través de uncilindro de )errita o granulado.

Funcionamiento de una bobina5editar6

,ea una bobina o solenoide de longitud l$ sección S y de un nmero dees#iras N$ #or el -ue circula una corriente eléctrica i(t .

7#licando la *ey de iot9,avart -ue relaciona la inducción magnética$ (t $con la causa -ue la #roduce$ es decir$ la corriente i(t  -ue circula #or elsolenoide$ se obtiene -ue el )lujo magnético :(t  -ue abarca es igual a

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,i el 2ujo magnético es variable en el tiem#o$ se genera en cada es#ira$segn la *ey de Faraday$ unafuerza electromotriz  (f.e.m.) de autoinducción-ue$ segn la *ey de *en+$ tiende a o#onerse a la causa -ue la #roduce$ esdecir$ a la variación de la corriente eléctrica -ue genera dicho 2ujomagnético. Por esta ra+ón suele llamarse fuerza contraelectromotriz . ;sta

tiene el valor

7 la e'#resión se le denomina Coeciente de autoinducción$ L$ elcu"l relaciona la variación de corriente con la ).e.m. inducida y$ como se#uede ver$ de#ende nicamente de la geometr%a de la bobina o solenoide.,e mide en <enrios.

Fi"ura # Inductores$ también llamados bobinas.

En electromagnetismo ! electrónica, la inductancia ( ), es una medida de la oposición a un

cambio de corriente de un inductor  o bobina que almacena energíaen presencia de un campo

magnético, ! se define como la relación entre el flujo magnético ( ) ! la intensidad de corriente

eléctrica ( ) que circula por la bobina ! el nmero de vueltas (3) del devanado0

'a inductancia depende de las características físicas del conductor ! de la longitud del mismo. $i se

enrolla un conductor, la inductancia aumenta. #on muc"as espiras se tendr- m-s inductancia quecon pocas. $i a esto a4adimos un ncleo de ferrita, aumentaremos considerablemente la

inductancia.

El flujo que aparece en esta definición es el flujo producido por la corriente e/clusivamente. 3o

deben incluirse flujos producidos por otras corrientes ni por imanes situados cerca ni por ondas

electromagnéticas.

Esta definición es de poca utilidad porque es difícil medir el flujo abrazado por un conductor. En

cambio se pueden medir las variaciones del flujo ! eso sólo a través de la 5ensión Eléctrica

inducida en el conductor por la variación del flujo. #on ello llegamos a una definición de inductancia

equivalente pero "ec"a a base de cantidades que se pueden medir, esto es, la corriente, el tiempo !

la tensión0

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El signo de la tensión ! de la corriente son los siguientes0 si la corriente que entra por la e/tremidad

  del conductor, ! que va "acia la otra e/tremidad, aumenta, la e/tremidad es positiva con

respecto a la opuesta. Esta frase también puede escribirse al revés0 si la e/tremidad es positiva, lacorriente que entra por aumenta con el tiempo.

En el $2, la unidad de la inductancia es el "enrio (6), llamada así en "onor al científico

estadounidense7osep" 6enr!. 6 8  9b: , donde el flujo se e/presa en ;eber  ! la intensidad

en amperios.

El término <inductancia< fue empleado por primera vez por =liver 6eaviside en febrero

de **>,mientras que el símbolo se utiliza en "onor al físico 6einric" 'enz.? +

'a inductancia siempre es positiva, salvo en ciertos circuitos electrónicos especialmente concebidos

para simular inductancias negativas, ! los valores de inductancia pr-cticos, van de unos décimos de

n6 para un conductor de milímetro de largo, "asta varias decenas de miles de 6enrios para

bobinas "ec"as de miles de vueltas alrededor de ncleos ferromagnéticos.@

Aesistor 

Para el fenómeno físico, véase Resistencia eléctrica.

Resistor 

Tipo 5ermoeléctrico

&asivo

Principio de funcionamiento Efecto 7oule

Fecha de invención Beorg ="m (*?C)

Símbolo electrónico

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Configuración Entrada ! salida (sin polaridad)

$e denomina resistor  o bien resistencia al componente electrónico dise4ado para introducir

una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito eléctrico. En el propio argot

eléctrico ! electrónico, son conocidos simplemente como resistencias. En otros casos, como en las

planc"as, calentadores, etc., se emplean resistencias para producir calor  aprovec"ando el efecto

7oule.

Es un material formado por carbón ! otros elementos resistivos para disminuir la corriente que pasa.

$e opone al paso de la corriente. 'a corriente m-/ima !diferencia de potencial m-/ima en un

resistor viene condicionada por la m-/ima potencia que pueda disipar su cuerpo. Esta potencia se

puede identificar visualmente a partir del di-metro sin que sea necesaria otra indicación. 'os valores

m-s comunes son D,? 9, D, 9 ! 9.

E/isten resistencias de valor variable, que reciben el nombre de potenciómetros o Aesistores

Fariables.

#orriente eléctrica'a corriente eléctrica o intensidad eléctrica es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo

que recorre un material.  $e debe al movimiento de las cargas (normalmenteelectrones) en el

interior del material. En el$istema 2nternacional de Unidades se e/presa en #:s

(culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que

se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, un fenómeno que puede

aprovec"arse en elelectroim-n.

El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el  galvanómetro que,

calibrado en amperios, se llama amperímetro, colocado en serie con el conductor cu!a intensidad se

desea medir.

'a corriente eléctrica est- definida por convenio en dirección contraria al desplazamiento de

los electrones.

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Giagrama del efecto 6all, mostrando el flujo deelectrones. (en vez de la corriente convencional).

Leyenda:

. Electrones

?. $ensor o sonda 6all

+. 2manes

H. #ampo magnético

. %uente de energía

Descripción

En la imagen , una carga negativa aparece en el borde superior del sensor 6all (simbolizada con el

color azul), ! una positiva en el borde inferior (color rojo). En I ! #, el campo eléctrico o elmagnético est-n invertidos, causando que la polaridad se invierta. 2nvertir tanto la corriente como el

campo magnético (imagen G) causa que la sonda asuma de nuevo una carga negativa en la esquina

superior.

FatioEl vatio o watt 

 es la unidad de potencia del $istema 2nternacional de Unidades. $u símbolo es .

Es el equivalente a  julio por segundo ( 7:s) ! es una de las unidades derivadas. E/presado en

unidades utilizadas en electricidad, un vatio es la potencia eléctrica producida por una diferencia de

potencial de voltio ! una corriente eléctrica de  amperio ( voltiamperio).

'a potencia eléctrica de los aparatos eléctricos se e/presa en vatios, si son de poca potencia, perosi son de mediana o gran potencia se e/presa en Jilovatios (J9) que equivale a DDD vatios. Un J9

equivale a ,+K*H caballos de vapor .

Vatio

!st"ndar# Unidades derivadas del $istema2nternacional

$agnitud# &otencia

Símbolo# 9

%ombrada por# 7ames 9att

!&presada en# 9 8

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Unidades bsicas del !"  Jg m?:s+

Unidades derivadas del

!" 

F   8 7:s

Unidades de Planc#  ?,C>D L D1+ &p

Gefinición'as ecuaciones que relacionan dimensionalmente el vatio con las Unidades b-sicas del $istema

2nternacional son0

• En términos de la mec-nica cl-sica.

• En términos del electromagnetismo.

Aesistencia eléctrica

Para el componente electrónico, véase Resistor .

$ímbolo de la resistencia eléctrica en un circuito.

$e le denomina resistencia eléctrica a la igualdad de oposición que tienen los electrones al

desplazarse a través de un conductor. 'a unidad de resistencia en el $istema 2nternacional es el

o"mio, que se representa con la letra griega omega (M), en "onor al físico alem-n Beorge ="m,

quien descubrió el principio que a"ora lleva su nombre. 'a resistencia est- dada por la siguiente

fórmula0

En donde ' es el coeficiente de proporcionalidad o la resistividad del material.

'a resistencia de un material depende directamente de dic"o coeficiente, adem-s es directamente

proporcional a su longitud (aumenta conforme es ma!or su longitud) ! es inversamente proporcional

a su sección transversal (disminu!e conforme aumenta su grosor o sección transversal)

Gescubierta por Beorg ="m en *?C, la resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual ala fricción en la física mec-nica. 'a unidad de la resistencia en el $istema 2nternacional de

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Unidades es el o"mio (M). &ara su medición, en la pr-ctica e/isten diversos métodos, entre los que

se encuentra el uso de uno"mnímetro. dem-s, su cantidad recíproca es la conductancia, medida

en $iemens.

 dem-s, de acuerdo con la le! de ="m la resistencia de un material puede definirse como la razón

entre la diferencia de potencial eléctrico ! la corriente en que atraviesa dic"a resistencia, así0

Gonde R es la resistencia en o"mios, ( es la diferencia de potencial en voltios e ) es la intensidad de

corriente en amperios.

5ambién puede decirse que <la intensidad de la corriente que pasa por un conductor es directamente

proporcional a la longitud e inversamente proporcional a su resistencia<

$egn sea la magnitud de esta medida, los materiales se pueden clasificar

en conductores, aislantes !semiconductor . E/isten adem-s ciertos materiales en los que, en

determinadas condiciones de temperatura, aparece un fenómeno denominado superconductividad,

en el que el valor de la resistencia es pr-cticamente nulo.