Inductor de núcleo de hierro: construcción, fórmula, trabajo y aplicaciones

¿Sabías que el inductor de núcleo de hierro es una pieza esencial en la creación de circuitos eléctricos y electrónicos? En este artículo te contaremos todo sobre su construcción, fórmula, funcionamiento y las múltiples aplicaciones que tiene en nuestra vida diaria. ¡No te lo pierdas!

En este artículo, discutiremos el inductor con núcleo de hierro, su construcción, fórmula de inductancia, funcionamiento, ventajas y aplicaciones. Pero antes de eso, echemos un vistazo a los conceptos básicos 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.


Inductor de núcleo de hierro: construcción, fórmula, trabajo y aplicaciones

Según el núcleo utilizado en el centro del inductor, existen varios tipos de inductores, como inductores con núcleo de aire, inductores con núcleo de hierro, etc. En este artículo, limitaremos nuestra atención a los inductor de núcleo de hierro solo.

¿Qué es un inductor de núcleo de hierro?

Un inductor de núcleo de hierro es un tipo de inductor que utiliza hierro o material ferromagnético como núcleo en el centro de su bobina. El uso de un núcleo de hierro en un inductor permite un mayor valor de inductancia, ya que el núcleo de hierro proporciona un campo magnético mayor que otros materiales como el aire o un núcleo de ferrita. Los inductores de núcleo de hierro se usan comúnmente en circuitos de suministro de energía, filtros y transformadores. También se pueden usar en aplicaciones donde se requiere un inductor que tenga un alto valor de inductancia, por ejemplo, en circuitos de radiofrecuencia (RF).

Inductor de núcleo de hierro: construcción, fórmula, trabajo y aplicaciones

El núcleo de hierro del inductor tiene la propiedad de reforzar el campo magnético. Al introducir un núcleo de hierro en la bobina del inductor, podemos aumentar el valor de inductancia del inductor. El símbolo del circuito del inductor con núcleo de hierro se muestra en la Figura 2.

Construcción de inductor de núcleo de hierro

Un inductor con núcleo de hierro se construye enrollando una bobina de alambre conductor alrededor de un núcleo de hierro o ferromagnético, como se muestra en la figura 3.

Inductor de núcleo de hierro: construcción, fórmula, trabajo y aplicaciones

El material del núcleo, es decir, el hierro, se elige por su alta permeabilidad que le permite soportar un campo magnético más fuerte en comparación con otros materiales. La bobina está hecha de un cable conductor que tiene baja resistencia eléctrica, como cobre o aluminio, y se enrolla alrededor del núcleo de hierro en un patrón específico para aumentar la inductancia del inductor. La inductancia del inductor con núcleo de hierro se ve muy afectada por los parámetros físicos del inductor, como el número de vueltas en la bobina, el tamaño y la forma del núcleo y el tipo de cable utilizado.

Una vez que la bobina se enrolla alrededor del núcleo de hierro, se encierra en una carcasa protectora para protegerla de daños mecánicos y evitar que las interferencias afecten su funcionamiento y rendimiento.

Funcionamiento del inductor de núcleo de hierro

El funcionamiento de un inductor con núcleo de hierro es similar al de un inductor ordinario, es decir, almacena energía eléctrica en el campo magnético. Pero, el núcleo de hierro del inductor aumenta su inductancia proporcionando un material de alta permeabilidad por el que pasa el campo magnético. La bobina de alambre que forma el inductor se enrolla alrededor del núcleo de hierro y el campo magnético generado por la corriente que fluye a través de la bobina se concentra en el núcleo. Por lo tanto, el núcleo de hierro aumenta la fuerza del campo magnético, lo que a su vez aumenta la inductancia del inductor.

Fórmula de inductancia para inductor de núcleo de hierro

Dejar,

Inductor de núcleo de hierro: construcción, fórmula, trabajo y aplicaciones

Entonces, la inductancia del inductor con núcleo de hierro se puede determinar usando la siguiente fórmula,

Inductor de núcleo de hierro: construcción, fórmula, trabajo y aplicaciones

Esta inductancia se mide en Henry (H).

Ventajas de los inductores de núcleo de hierro

Los inductores con núcleo de hierro tienen muchas ventajas, algunas de las cuales se enumeran a continuación:

  • Pérdidas bajas: Los inductores de núcleo de hierro tienen bajas pérdidas debido a la baja resistencia y la histéresis.
  • Inductancia estable: Los inductores con núcleo de hierro tienen una inductancia relativamente estable en un amplio rango de temperaturas y frecuencias.
  • Alta permeabilidad: El hierro tiene una alta permeabilidad, lo que significa que puede soportar un fuerte campo magnético.
  • Bajo costo: El hierro es un material relativamente económico, lo que hace que los inductores con núcleo de hierro sean menos costosos de fabricar.
  • Alto punto de saturación: El hierro tiene un alto punto de saturación, lo que significa que puede soportar un fuerte campo magnético sin saturarse. Esto permite que los inductores con núcleo de hierro manejen corrientes altas sin saturarse.

Desventajas de los inductores de núcleo de hierro

También hay algunas desventajas de los inductores de núcleo de hierro:

  • Tamaño: Los inductores con núcleo de hierro tienden a ser más grandes y pesados ​​que los inductores con otros tipos de núcleos.
  • No linealidad: Los inductores con núcleo de hierro pueden exhibir un comportamiento no lineal a altos niveles de magnetización, lo que puede causar que su inductancia cambie con el nivel de corriente que fluye a través de ellos.
  • Susceptibilidad a la corrosión: El hierro es susceptible a la corrosión, lo que puede afectar el rendimiento de los inductores con núcleo de hierro.
  • Sensibilidad a la temperatura: Los inductores con núcleo de hierro pueden ser sensibles a los cambios de temperatura, lo que puede hacer que cambie su inductancia.
  • Resistencia de CA: Los inductores con núcleo de hierro tienen una mayor resistencia de CA que los inductores con otros tipos de núcleos, lo que puede causar pérdidas a altas frecuencias.

Aplicaciones de los inductores de núcleo de hierro

Las siguientes son algunas aplicaciones de los inductores con núcleo de hierro:

  • Los inductores de núcleo de hierro se utilizan en convertidores de potencia para almacenar energía en su campo magnético y reducir las fluctuaciones de tensión.
  • Los inductores de núcleo de hierro se utilizan en circuitos de control de motores para reducir los picos de corriente y proteger los motores de daños.
  • Los inductores con núcleo de hierro se utilizan en los sistemas de transmisión de energía eléctrica para mejorar el flujo de corriente y proteger el equipo de fluctuaciones de voltaje
  • Los inductores de núcleo de hierro se utilizan en Circuitos RF (Radiofrecuencia) como antenas, amplificadores y osciladores.
  • Los inductores de núcleo de hierro se utilizan en circuitos de filtro para bloquear o pasar ciertas frecuencias para la reducción de ruido y la separación de señales.
  • Los inductores de núcleo de hierro se utilizan en diferentes tipos de dispositivos electrónicos, como radios, televisores y computadoras.
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