La inductancia de la corriente contínua y alterna La Inductancia también denominada inductancia propia es la propiedad de un circuito o elemento de un circuito para retardar el cambio en la corriente que pasa por él. El retardo está acompañado por absorción o liberación de energía y se asocia con el cambio en la magnitud del campo magnético que rodea los conductores. En cualquier circuito, todo flujo magnético, alrededor de los conductores que transportan la corriente, pasa en la misma dirección a través de la ventana formada por el circuito. Esta acción de oposición es una manifestación de la ley de Lenz en la que cualquier voltaje magnético inducido se generará siempre en una dirección tal, que se opone a la acción que lo causa. La inductancia se simboliza con la letra L y se mide en henrios (H) o en submúltiplos de esta unidad, el MILIHENRIO ( mh ) que es la milésima del henrio y el MICROHENRIO ( µh ), millonésima del henrio y su representación gráfica es por medio de un hilo enrollado, algo que recuerda que la inductancia se debe a un conductor ligado a un campo magnético. La fuente del campo magnético es la carga en movimiento, o corriente. Si la corriente varía con el tiempo, también el campo magnético varía con el tiempo. Un campo que varía con el tiempo induce a un voltaje en cualquier conductor presente en el campo. El parámetro de circuito de la inductancia relaciona el voltaje inducido con la corriente. El signo menos proviene de la ley de Lenz, e indica que el voltaje se genera en una dirección opuesta al cambio de flujo que lo causa. Debido a su acción de oposición, el voltaje inducido magnéticamente se denomina frecuentemente fuerza contra-electromotriz. Las largas líneas de conducción presentan inductancia, capacitancia y resistencia al paso de la corriente eléctrica. El efecto de la inductancia y de la capacitancia de la línea es la variación de la tensión si varía la corriente, por lo que la tensión suministrada varía con la carga acoplada. Se utilizan muchos tipos de dispositivos para regular esta variación no deseada. La regulación de la tensión se consigue con reguladores de la inducción y motores síncronos de tres fases, también llamados condensadores síncronos. Ambos varían los valores eficaces de la inductancia y la capacitancia en el circuito de transmisión. Ya que la inductancia y la capacitancia tienden a anularse entre sí, cuando la carga del circuito tiene mayor reactancia inductiva que capacitiva (lo que suele ocurrir en las grandes instalaciones) la potencia suministrada para una tensión y corriente determinada es menor que si las dos son iguales. La relación entre esas dos cantidades de potencia se llama factor de potencia. Como las pérdidas en las líneas de conducción son proporcionales a la intensidad de corriente, se aumenta la capacitancia para que el factor de potencia tenga un valor lo más cercano posible a 1. Por esta razón se suelen instalar grandes condensadores en los sistemas de transmisión de electricidad. CIRCUITO CON INDUCTANCIA Y RESISTENCIA 1 / 5
U = U M sen wt U M sen wt = L di/dt E integrando la expresión, y haciendo que I M = U M / Lw i = I M Sen (wt - p/2) = U M / Lw Sen (wt - p/2) Consideremos ahora una inductancia pura conectada a una fuente de corriente alterna Donde observamos: 1-Que la inductancia se comporta como una resistencia de valor Lw (Ohmios) y a este valor lo denominamos reactancia inductiva 2-Que hay un desfase en retraso de 90º (p/2) )de la intensidad respecto a la tensión La reactancia inductiva pura no crea sin embargo efecto Joule, no se calienta, solo impide el paso de la corriente y la retrasa respecto a la tensión. Como quiera que Lw es solo proporcional a la velocidad angular, (o sea también a la frecuencia), la reactancia inductiva aumenta proporcionalmente a la frecuencia, lo que significa que las inductancias presentan cada vez mas oposición al paso de corriente según aumenta la frecuencia de la fuente, y de ahí su empleo para filtros en los que se pretenda eliminar las frecuencias altas en un circuito. Los efectos de la inductancia en un circuito de corriente alterna son dos: 1. Crear una oposición al flujo de la corriente. 2. Originar un retardo o trazo en la intensidad. La aplicación de la ley de Ohm a los circuitos en los que existe una corriente alterna se 2 / 5
complica por el hecho de que siempre estarán presentes la capacitancia y la inductancia. La inductancia hace que el valor máximo de una corriente alterna sea menor que el valor máximo de la tensión; la capacitancia hace que el valor máximo de la tensión sea menor que el valor máximo de la corriente. La capacitancia y la inductancia inhiben el flujo de corriente alterna y deben tomarse en cuenta al calcularlo. En donde la que L es la inductancia, C la capacitancia y f la frecuencia de la corriente. El valor obtenido en el denominador de la fracción se denomina impedancia del circuito y suele representarse por la letra Z. Por consiguiente, la ley de Ohm para los circuitos integrados suele expresarse por la ecuación sencilla I = e / Z. La resonancia aparece con una frecuencia determinada en cada circuito. Esta frecuencia, denominada frecuencia de resonancia, depende de los valores de inductancia y de capacitancia del circuito (véase Condensador). Si se aplica un voltaje alterno con la frecuencia de resonancia a un circuito en que la capacitancia y la inductancia están conectadas en serie, la impedancia del circuito se reduce al mínimo y el circuito conduce la cantidad máxima de corriente. Si la capacitancia y la inductancia se conectan en paralelo, se produce el efecto contrario: la impedancia es muy elevada y el circuito conduce una cantidad reducida de corriente. Corriente Alterna Corriente Continua 3 / 5
Cuando se aplica una tensión alterna a una bobina de autoinducción, la corriente alterna que crea entretiene un campo magnético alterno que, a su vez, mantiene una corriente de autoinducción que se opone constantemente a las variaciones de la corriente inductora y, en consecuencia, impide que ésta alcance la intensidad máxima que hubiera podido tener en ausencia de autoinducción. No olvidemos que, cuando la corriente inductora aumenta, la corriente inducida va en sentido inverso y, por consiguiente, deberá ser restada. Todo se produce pues como si la resistencia normal (se dice «óhmica») del conductor se sumase a otra resistencia debida a la autoinducción. Esta resistencia de autoinducción o inductancia es tanto más elevada cuanto mayor es la frecuencia de la corriente (puesto que las variaciones más rápidas de la corriente inductora suscitan corrientes de autoinducción más intensas y puestas que la propia autoinducción es más elevada). La autoinducción de una bobina depende únicamente de sus propiedades geométricas, número y diámetro de espiras y su disposición. Aumenta con el número de espiras. La introducción en ella de un núcleo de hierro intensifica el campo magnético y eleva la autoinducción en proporciones considerables.. Arriba, la corriente alterna. Abajo, la corriente inducida por la representada arriba. 1. La corriente inductora aumenta muy rápidamente. La corriente inducida es de sentido contrario. 2. La corriente inductora no varía durante un corto intervalo. La corriente inducida es nula. 4 / 5
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