Este post es la continuación de como funciona una bobina parte 1, en el que vimos los fundamentos y leyes físicas que rigen el comportamiento de la bobina o inductor, en esta ocasión vamos a ver como se comporta la bobina en corriente continua.
Antes de meternos en faena he de comentar que es la inductancia.
La inductancia (L) es la medida de la oposición a un cambio de corriente de una bobina que almacena energía en presencia de un campo magnético y su unidad en el sistema internacional es el Henrio (H) en honor al científico Joseph Henry. Se define como la relación entre el flujo magnético y la corriente siendo N el número de vueltas de la bobina
El flujo es producido por la corriente, nos es más fácil definirlo por la tensión inducida en el conductor por la variación del flujo magnético, con lo que estaríamos en condiciones de decir que la tensión en una bobina sería el resultado de multiplicar la inductancia L por la variación de corriente entre el tiempo
Funcionamiento de la bobina en corriente continua
Como mejor vas a comprender el funcionamiento de la bobina es con un caso práctico, es decir con un circuito eléctrico por ejemplo, como el que se muestra a continuación.
Al inicio, suponemos el interruptor abierto y la bobina descarga
En el siguiente instante cerramos el interruptor y lo que ocurre es que la bobina se opone al paso de la corriente por lo que no circula corriente por ella por lo que en principio se comporta como un circuito abierto, por lo que la corriente circulará a través de R1 y R2
Si quieres convertirte en un experto en Arduino pincha en el siguiente botón
De lo que se desprende que la corriente que circula por el circuito vendrá dada por:
Al cabo de un tiempo la bobina ya se ha cargado y funciona como un cable no hay caída de tensión en ella como se muestra en la siguiente imagen R2 estaría cortocircuitada no circulando corriente por ella y por tanto sin caída de tensión entre sus extremos.
Y la corriente que circula por la bobina así como por R1 al estar en serie es la misma de un valor de:
Ahora vamos a calcular el tiempo que tarda en cargarse
El circuito equivalente aplicando Thevenin es el siguiente
5 Tau es el tiempo que se estima en el que se carga y se descarga una bobina
Gráficamente lo podemos ver en la siguiente imagen
Si pasados 3s por ejemplo abrimos el interruptor el circuito equivalente que obtenemos es el siguiente
La bobina cargada en este caso comienza a descargarse a través de R2 cuanto mayor sea el valor de esta más rápido se carga o se descarga al contrario que un condensador, en este caso la bobina se comporta como una fuente de corriente, esta corriente irá disminuyendo debido a las pérdidas de calor en la resistencia.
La tensión en la bobina será:
En este caso en el calculo del tiempo de descarga solo tenemos a R2 por lo que:
Aquí lo podemos ver de forma gráfica
Cabe resaltar el pico de tensión que se genera en los cambios bruscos imagina si la resistencia fuera de 8Kohmios la tensión sería 1000 veces más grande, por lo que hay que tener mucho cuidado ya que puede dañar otros elementos que tengamos conectadas a ella, por lo que habrá que poner elementos de protección.
En el siguiente post estudiaremos el comportamiento de la bobina en corriente alterna
