Introducción.- Existen fenómenos de inducción electromagnética generados por un circuito sobre sí mismo llamados de inducción propia o autoinducción; y los producidos por la proximidad de dos circuitos llamados de inductancia mútua.
Un ejemplo de inductancia propia, lo tenemos cuando por una bobina circula una corriente alterna. Como sabemos, al circular la corriente por la bobina formará un campo magnético alrededor de ella, pero al variar el sentido de la corriente también lo hará el campo magnético alrededor de la bobina, con lo cual se produce una variación en las líneas del flujo magnético a través de ella, esto producirá una fem inducida en la bobina.
La fem inducida con sus respectivas corrientes inducidas son contrarias a la fem y la corriente recibidas. A este fenómeno se le llama autoinducción.
Por definición: la autoinducción es la producción de una fem en un circuito por la variación de la corriente en ese circuito. La fem inducida siempre se opone al cambio de corriente. La capacidad de una bobina de producir una fem autoinducida se mide con una magnitud llamada inductancia.
La bobina es conocida como autoinductor o simplemente inductor. En muchos circuitos de corriente alterna se utilizan inductores o bobinas con el objetivo de producir, en forma deliberada, inductancia en el circuito; cuando ésta posee un gran número de espiras tiene un alto valor de inductancia y en caso contrario su valor es pequeño. Cuanto mayor sea la inductancia, más lentamente se elevará o descenderá la corriente dentro de la bobina.
La unidad de inductancia es el Henry (H), llamada así en honor de Joseph Henry (1797-1878), maestro y físico estadounidense pionero en el estudio del electromagnetismo.
Como el fenómeno de la inductancia se debe a que un cambio de corriente en una bobina induce una fem en ella, el Henry se puede definir en términos de la fem inducida por unidad de rapidez de cambio de la corriente.
Por lo tanto, la inductancia equivale a un henry si la rapidez de cambio de la corriente es de un ampere por segundo e induce una fem de un volt. Matemáticamente se expresa:
L = - ε
∆i__
∆t
O bien, si despejamos a la fem inducida queda:
ε=-L ∆i__
∆t
ε=fem inducida medida en volts.
∆i=cambio de la corriente en amperes (A). La letra i indica que es una corriente inducida.
∆t= tiempo en el que se efectúa el cambio en la corriente medida en segundos (seg).
El signo negativo indica que la fem autoinducida ε es una fuerza electromotriz que se opone al cambio de la corriente.
L=μN2A
l
Donde L= inductancia de la bobina expresada en henrys (H).
μ= permeabilidad magnética del núcleo medida en webers/ampere-metro (wb/Am).
N= número de espiras de la bobina.
A= área de la sección transversal del núcleo en metros cuadrados (m2).
l=longitud de la bobina en metros. (m).
Cuando 2 bobinas se colocan una cerca de la otra, al pasar una corriente i por una de ellas, creará un campo magnético cuyo flujo penetrará a través de la otra, de tal manera que se puede inducir una fem en cada una por el efecto de la otra. La bobina en la que circula la corriente en forma inicial recibe el nombre de bobina primaria y en la que se induce una fem, bobina secundaria.
El valor de la fem secundaria inducida es directamente proporcional a la rapidez con que cambia la corriente en la bobina primaria ∆ip/t. Matemáticamente se expresa:
εs= M∆ip
t
Despejando el valor de M tenemos:
M=εs ∆t
∆ip
Donde M=constante que recibe el nombre de inducción mútua del sistema de 2 bobinas.
1.- Un alambre de cobre se enrolla en forma de solenoide sobre un núcleo de hierro de
2.- Una bobina de 500 espiras tiene un núcleo de
a)L= 23.5 Henrys.
b)L=2.35x10-3 H ó 2.35 mH
3.-Calcular la fuerza electromotriz inducida en una bobina cuya inductancia es de 0.5 H, si la corriente varía 80 miliamperes cada segundo.
a) L=1.8 Henrys.
b) 0.04 seg
5.- Una bobina cuya corriente varía con una rapidez de 2 A/seg se encuentra cerca de otra a la cual le induce una fem de 12 milivolts. Calcular el valor de la inducción mútua de las dos bobinas.
M=6x10-3 Vs/A
M= 6 mH
