El inductor de núcleo de aire es un componente fundamental en el ámbito de la electrónica. Su construcción, funcionamiento y aplicaciones son un tema de interés en cualquier proyecto que involucre la manipulación de corrientes eléctricas. En este artículo, exploraremos a fondo la construcción de los inductores de núcleo de aire, cómo funcionan, qué es la inductancia y las múltiples aplicaciones que tienen en diversos campos. ¡Sumérgete en el fascinante mundo de los inductores de núcleo de aire!
En este artículo, discutiremos el inductor de núcleo de aire, su construcción, funcionamiento, fórmula de inductancia y aplicaciones. Entonces, comencemos con la introducción básica de los inductores.
¿Qué es un inductor y sus tipos?
Un inductor es un componente del circuito eléctrico que almacena energía eléctrica en forma de campo magnético. Un inductor simple se forma al torcer un alambre de longitud finita en una bobina. Por lo tanto, un inductor se compone de un alambre conductor.
La propiedad del inductor por la cual almacena energía eléctrica en forma de campo magnético se conoce como inductancia del inductor La inductancia generalmente se denota con el símbolo L y se mide en Enrique (H).
El símbolo del circuito de un inductor típico se muestra en la Figura 1. Un inductor tiene una estructura en forma de bobina y tiene un número finito de vueltas.
Según el núcleo utilizado en el centro del inductor, existen varios tipos de inductores, como los inductores con núcleo de aire, los inductores con núcleo de hierro, etc. En este artículo, nos limitaremos a centrarnos únicamente en los inductores con núcleo de aire.
¿Qué es un inductor de núcleo de aire?
Un inductor de núcleo de aire es uno que no tiene material magnético como núcleo en el centro de la bobina inductora, sino que tiene espacio libre, es decir, aire como núcleo. Dado que el aire se considera un material no magnético, el inductor de núcleo de aire es un inductor de tipo de núcleo no magnético.
Los inductores de núcleo de aire se utilizan en aplicaciones que requieren baja inductancia y alta frecuencia de inversión magnética. En términos simples, una bobina inductora sin núcleo magnético se denomina inductor de núcleo de aire. El inductor de núcleo de aire proporciona una inductancia muy baja. Sin embargo, la presencia de aire en la parte del núcleo permite que este tipo de inductor opere a frecuencias muy altas. El símbolo del circuito de un inductor de núcleo de aire se muestra en la figura 1.
Los inductores con núcleo de aire no tienen ninguna pérdida en el núcleo (pérdida por histéresis y pérdida por corrientes de Foucault) porque no hay un núcleo magnético presente. Pero, el número de vueltas en la bobina del inductor debe ser grande para dar una inductancia significativa. Por esta razón, los inductores con núcleo de aire exigen una gran fuerza magnetomotriz (MMF).
Construcción del inductor de núcleo de aire
La construcción de un inductor de núcleo de aire es bastante simple. Más bien, es el tipo más simple de inductor. Se construye simplemente retorciendo un alambre conductor de longitud finita en una bobina como se muestra en la figura 2.
La figura de construcción muestra que un inductor con núcleo de aire tiene un espacio (aire) dentro del devanado.
Funcionamiento del inductor de núcleo de aire
Cuando los terminales de los inductores de núcleo de aire se conectan a una fuente de suministro eléctrico, comienza a fluir una corriente eléctrica a través de las espiras del inductor. Debido al efecto magnético de la corriente eléctrica, se establecerá un campo magnético a través del espacio de aire.
Como sabemos, el aire es un mal conductor de la corriente eléctrica y del campo magnético, por lo que el inductor con núcleo de aire tendrá una inductancia muy baja. Por lo tanto, el campo magnético producido por el inductor con núcleo de aire también es débil.
Inductancia del inductor de núcleo de aire
Dejar,
Entonces, la inductancia del inductor con núcleo de aire está dada por,
Además, podemos determinar la inductancia del inductor con núcleo de aire usando la siguiente fórmula,
Donde, N es el número de vueltas en la bobina, A es el área de la sección transversal de la bobina, l es la longitud media de la bobina y µ0 es la permeabilidad del aire = 4π × 10-7 H/m.
Ventajas del inductor de núcleo de aire
Las siguientes son las ventajas importantes del inductor de núcleo de aire:
- La construcción del inductor de núcleo de aire es muy simple y fácil.
- El inductor de núcleo de aire es un tipo de inductor libre de saturación.
- No hay pérdidas de núcleo en el inductor de núcleo de aire.
- Los inductores de núcleo de aire pueden funcionar a altas frecuencias.
- En la operación de alta frecuencia, el inductor de núcleo de aire no tiene pérdidas ni distorsión en el núcleo.
- Los inductores de núcleo de aire son bastante baratos.
Desventajas del inductor de núcleo de aire
Las siguientes son las principales desventajas del inductor de núcleo de aire:
- El inductor de núcleo de aire tiene muchas vueltas que aumentan su tamaño.
- El inductor de núcleo de aire tiene un factor Q muy bajo.
- El inductor de núcleo de aire no puede dar valores altos de inductancia.
- Los inductores de núcleo de aire tienen una baja permeabilidad magnética.
Aplicaciones del inductor de núcleo de aire
Las siguientes son las aplicaciones importantes de los inductores de núcleo de aire:
- Los inductores de núcleo de aire se utilizan en el diseño de bobinas de sintonización de radiofrecuencia (RF).
- Los inductores de núcleo de aire se utilizan en circuitos amortiguadores y circuitos de filtro.
- Los inductores de núcleo de aire también se utilizan en receptores de radio y televisión.
- Los inductores de núcleo de aire también se utilizan para el acoplamiento entre etapas.
- Los inductores de núcleo de aire se utilizan para garantizar una inductancia máxima baja.
- Los inductores de núcleo de aire también se utilizan en transmisores de radio para reducir las vibraciones armónicas producidas por la interferencia electromagnética.
Conclusión
Por lo tanto, se trata del inductor de núcleo de aire, su construcción, funcionamiento y aplicaciones. Los inductores de núcleo de aire son inductores sin núcleo. Estos son adecuados para aplicaciones en las que se requiere baja inductancia, pero se supone que funcionan a altas frecuencias, como en receptores de TV y radio, y circuitos de sintonización de RF.