Fue Hans Christian Oersted, un profesor danés, que en el siglo XIX descubrió que era posible generar campos magnéticos a partir de corrientes eléctricas circulando por un conductor.
El efecto magnético de la corriente eléctrica se manifestaba, cuando una corriente circulaba por un hilo y "creaba" fuerzas suficientemente intensas para cambiar de posición una aguja magnetizada colocada cerca, como muestra la figura 1.
Podemos concentrar el campo magnético creado por una bobina si, en su interior, colocamos un núcleo de material ferroso, por ejemplo, el hierro, el acero, o la ferrita. Estos materiales tienen la propiedad de concentrar las líneas de fuerza del campo magnético, como muestra la figura 2.
Inductancia
Si tenemos una bobina con hilo de cobre, su resistencia al paso de una corriente depende básicamente de la resistencia del hilo de cobre usado.
Así, podemos hacer circular por bobinas corrientes intensas y obtener con ello campos magnéticos muy fuertes. Sin embargo, hay algunos fenómenos que merecen ser estudiados y que implican el comportamiento de la bobina cuando la corriente varía.
Veamos un primer caso en que tenemos una bobina conectada a una pila a través de una llave y que se muestra en la figura 3.
En el momento en que cerramos la llave, la cadena no aumenta instantáneamente de intensidad hasta alcanzar el máximo. El campo magnético tiene que ser creado y eso significa que sus líneas de fuerza se expanden con cierta velocidad finita.
Ahora bien, al expandirse estas líneas cortan las espiras de la misma bobina causando un fenómeno de inducción. Lo que ocurre es que si los hilos cortan las líneas de un campo, ya sea por su propio movimiento como por el movimiento del campo, es inducida una tensión en este hilo, como muestra la figura 4.
En el caso de la bobina la tensión inducida tiende justamente a oponerse al establecimiento de la corriente. En resumen, la bobina "reacciona" al establecimiento de la corriente, ofreciendo una cierta oposición.
De la misma forma, si la cadena se interrumpe cuando se abre la llave, las líneas de fuerza del campo magnético no se contraen instantáneamente, pero tardan un cierto tiempo.
Y en esta contracción ellas cortan las espiras de la misma bobina, ahora induciendo una tensión contraria a aquella que provocó la corriente que las estableció. El resultado es que, por un instante, aparece una tensión en los extremos de la bobina mientras las líneas se contraen.
En algunas bobinas de gran número de espiras, esta tensión llega a ser suficientemente elevada para provocar una chispa entre los contactos de la llave, en el momento en que se apaga, como muestra la figura 5.
En suma, lo que ocurre es que las bobinas no "gustan" de variaciones de la corriente, ya sea cuando ella aumenta o sea cuando disminuye, pues eso implica en alteraciones del campo magnético.
Las bobinas reaccionan a esto y este hecho nos lleva a decir que las bobinas tienen una cierta reactancia.
Reactancia Indutiva
Evidentemente, en un circuito de corriente continua sólo tendremos problemas con la inductancia en el momento en que la corriente sea establecida o apagada. Sin embargo, las bobinas se pueden utilizar en circuitos de corriente alterna, donde las corrientes están variando constantemente.
En estos circuitos, lo que ocurre es que la bobina está constantemente "reaccionando" las variaciones de la corriente. Esto significa que la intensidad de la corriente que circula en una bobina, cuando se conecta a un circuito de corriente alterna, no depende sólo de la resistencia del hilo utilizado pero de un factor adicional: la reactancia.
Las bobinas poseen entonces una "reactancia inductiva", que es su propiedad de oponerse a la circulación de una corriente alterna.
Así, una bobina que, por ejemplo, tiene una resistencia de 10 ohmios de hilo para la circulación de una corriente continua, presenta una oposición, 100 ohmios, por ejemplo, cuando en un circuito de corriente alterna en la frecuencia de la red de energía, 60 Hz.
Es lo que ocurre con un pequeño transformador: si medimos con el multímetro la resistencia de su bobinado primario encontramos un valor bajo, que nos llevaría a calcular una corriente muy alta cuando se conecta a la red de energía.
Sin embargo, al ser conectado en la red de energía, el transformador cuyo bobinado primario es una bobina o inductor, deja circular una corriente mucho menor, como muestra la figura 7.
La reactancia inductiva también se mide en ohmios, pues es una "oposición al paso de la corriente" exactamente como la resistencia eléctrica común o resistencia ohmica, como también se llama.
Unidades y Cálculo de Indutancias
La principal característica de una bobina es su inductancia. La inductancia indicará de qué modo esta bobina "reacciona" a las variaciones de corriente y de qué modo produce un campo magnético en su interior.
La unidad de inductancia es el Henry (H) pero en las aplicaciones electrónicas, común especificar las inductancias en submúltiplos de Henry como el milihenry (mH) y el microhenry (uH). El milihenrry es la milésima parte del Henrio y el microhenry la millonésima parte del Henrio.
La inductancia de una bobina depende de diversos factores como:
a) Número de espiras = cuanto mayor es el número de espiras, mayor es la inductancia.
b) Diámetro = cuanto mayor sea el diámetro, mayor será la inductancia
c) longitud = cuanto mayor es la longitud, mayor será la inductancia.
d) existencia o no de núcleo = un núcleo de ferrita o de material ferroso aumenta la inductancia.
En la figura 8 tenemos la fórmula que permite calcular con buena aproximación la inductancia de una bobina.
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