5 aplicaciones de inductores que debe conocer
Como uno de los componentes pasivos básicos, inductores desempeñar un papel importante en las aplicaciones de la electrónica, desde el arranque de motores hasta el suministro de energía a su hogar. Los inductores almacenan energía en un campo magnético cuando la corriente fluye a través de él. Un inductor típico usa alambre aislado envuelto en una bobina alrededor de un núcleo central.
Por útiles que sean los inductores, el mayor problema es su tamaño físico. Los inductores a menudo eclipsan a otros componentes electrónicos en un circuito y agregue peso también. Algunas técnicas simulan un inductor grande en un circuito. Sin embargo, la complejidad añadida y los componentes adicionales limitan dónde se utilizan estas técnicas.
Filtros
Los inductores se utilizan ampliamente con condensadores y resistencias para crear filtros para circuitos analógicos y en procesamiento de señales. Por sí solo, un inductor funciona como un filtro de paso bajo, ya que la impedancia de un inductor aumenta a medida que aumenta la frecuencia de una señal.
Cuando se combina con un condensador, cuya impedancia disminuye a medida que aumenta la frecuencia de una señal, se obtiene un filtro con muescas que solo permite que pase un cierto rango de frecuencia.
Combinando condensadores, inductores y resistencias, las topologías de filtro avanzadas admiten una variedad de aplicaciones. Los filtros se utilizan en la mayoría de la electrónica, aunque a menudo se utilizan condensadores en lugar de inductores cuando es posible, ya que son más pequeños y más baratos.
Sensores
Los sensores sin contacto son apreciados por su confiabilidad y facilidad de operación. Los inductores detectan campos magnéticos o la presencia de material magnéticamente permeable a distancia.
Sensores inductivos son fundamentales para casi todas las intersecciones con un semáforo que detecta la cantidad de tráfico y ajusta la señal en consecuencia. Estos sensores funcionan excepcionalmente bien para automóviles y camiones. Algunas motocicletas y otros vehículos no ofrecen suficiente firma para ser detectados por los sensores sin un impulso al agregar un imán h3 en la parte inferior del vehículo.
Los sensores inductivos están limitados de dos formas principales. O el objeto a detectar debe ser magnético e inducir una corriente en el sensor, o el sensor debe estar alimentado para detectar la presencia de materiales que interactúan con un campo magnético. Estos parámetros limitan las aplicaciones de los sensores inductivos e influyen en los diseños que los utilizan.
Transformadores
La combinación de inductores que tienen una ruta magnética compartida forma un transformador. El transformador es un componente fundamental de las redes eléctricas nacionales. Los transformadores se encuentran en muchas fuentes de alimentación para aumentar o disminuir los voltajes al nivel deseado.
Los botes grises que a menudo se encuentran en la parte superior de los postes de servicios públicos contienen transformadores.
Debido a que los campos magnéticos son creados por un cambio en la corriente, cuanto más rápido cambia la corriente (aumento de frecuencia), más efectivo funciona un transformador. A medida que aumenta la frecuencia de la entrada, la impedancia del inductor limita la efectividad de un transformador. Prácticamente, los transformadores basados en inductancia están limitados a decenas de kHz, generalmente más bajos. El beneficio de un mayor frecuencia de funcionamiento es un transformador más pequeño y liviano que entrega la misma carga.
Motores
Los inductores normalmente están en una posición fija y no se les permite moverse para alinearse con ningún campo magnético cercano. Los motores inductivos aprovechan la fuerza magnética aplicada a los inductores para convertir la energía eléctrica en energía mecánica.
Los motores inductivos están diseñados para que se cree un campo magnético giratorio a tiempo con una entrada de CA. Dado que la velocidad de rotación está controlada por la frecuencia de entrada, los motores de inducción se utilizan a menudo en aplicaciones de velocidad fija que se pueden alimentar directamente desde la red eléctrica de 50/60 Hz. La mayor ventaja de los motores inductivos sobre otros diseños es que no se requiere contacto eléctrico entre el rotor y el motor, lo que hace que los motores inductivos sean robustos y confiables.
Muchos motores eléctricos simples que encontrará, como los de los ventiladores, son motores inductivos.
Almacen de energia
Al igual que los condensadores, los inductores almacenan energía. diferente a condensadores, los inductores están limitados en cuanto al tiempo que pueden almacenar energía porque la energía se almacena en un campo magnético, que colapsa cuando se corta la energía.
El uso principal de los inductores como almacenamiento de energía es en fuentes de alimentación conmutadas, como la fuente de alimentación de una PC. En las fuentes de alimentación conmutadas no aisladas, más sencillas, se utiliza un solo inductor en lugar de un transformador y un componente de almacenamiento de energía. En estos circuitos, la relación entre el tiempo que el inductor está encendido y el tiempo que no está encendido determina la relación de voltaje de entrada a salida.