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Electrónica de bobina de inducción

Electrónica de bobina de inducción
Electrónica de bobina de inducción

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Bobina de inducción, un dispositivo eléctrico para producir una fuente intermitente de alto voltaje. Una bobina de inducción consiste en un núcleo cilíndrico central de hierro blando sobre el cual se enrollan dos bobinas aisladas: una bobina interna o primaria, que tiene relativamente pocas vueltas de alambre de cobre, y una bobina secundaria circundante, que tiene una gran cantidad de vueltas de alambre de cobre más delgado.. Se utiliza un interruptor para hacer y romper la corriente en la bobina primaria automáticamente. Esta corriente magnetiza el núcleo de hierro y produce un gran campo magnético en toda la bobina de inducción.

El principio de funcionamiento de la bobina de inducción fue dado en 1831 por Michael Faraday. La ley de inducción de Faraday mostró que si se cambia el campo magnético a través de una bobina, se induce una fuerza electromotriz cuyo valor depende de la tasa de cambio de tiempo del campo magnético a través de la bobina. Esta fuerza electromotriz inducida está siempre, por la ley de Lenz, en una dirección tal como para oponerse al cambio en el campo magnético.

Cuando se inicia una corriente en la bobina primaria, se crean fuerzas electromotrices inducidas tanto en la bobina primaria como en la secundaria. La fuerza electromotriz opuesta en la bobina primaria hace que la corriente aumente gradualmente a su valor máximo. Por lo tanto, cuando comienza la corriente, la tasa de cambio de tiempo del campo magnético y el voltaje inducido en la bobina secundaria son relativamente pequeños. Por otro lado, cuando se interrumpe la corriente primaria, el campo magnético se reduce rápidamente y se produce un voltaje relativamente grande en la bobina secundaria. Este voltaje, que puede alcanzar varias decenas de miles de voltios, dura solo muy poco tiempo durante el cual el campo magnético está cambiando. Por lo tanto, una bobina de inducción produce un voltaje grande que dura poco tiempo y un voltaje inverso pequeño que dura mucho más tiempo. La frecuencia de estos cambios está determinada por la frecuencia del interruptor.

Después del descubrimiento de Faraday, se hicieron muchas mejoras en la bobina de inducción. En 1853, el físico francés Armand-Hippolyte-Louis Fizeau colocó un condensador a través del interruptor, rompiendo así la corriente primaria mucho más rápidamente. Heinrich Daniel Ruhmkorff (1851) en París, Alfred Apps en Londres, y Friedrich Klingelfuss en Basilea, que pudieron obtener chispas en el aire de unos 150 cm (59 pulgadas) de largo, mejoraron mucho los métodos para enrollar la bobina secundaria. Hay varios tipos de interruptores. Para las bobinas de inducción pequeñas, una mecánica está unida a la bobina, mientras que las bobinas más grandes usan un dispositivo separado, como un interruptor de chorro de mercurio o el interruptor electrolítico inventado por Arthur Wehnelt en 1899.

Las bobinas de inducción se utilizaron para proporcionar el alto voltaje para descargas eléctricas en gases a baja presión y, como tales, fueron fundamentales para el descubrimiento de los rayos catódicos y los rayos X a principios del siglo XX. Otra forma de bobina de inducción es la bobina Tesla, que genera altos voltajes a altas frecuencias. Las bobinas de inducción más grandes utilizadas con los tubos de rayos X fueron desplazadas por el transformador rectificador como fuente de voltaje. En el siglo XXI, las bobinas de inducción más pequeñas seguían siendo de uso generalizado como un componente crucial en los sistemas de encendido de los motores de gasolina.