Què és un inductor?

Control industrial original de Bingsen

La inductància és una característica física d'un circuit que descriu com els components del circuit resisteixen els canvis de corrent i generen voltatge. Per explicar aquest concepte en detall i en termes senzills, l'explorem en diverses parts:

1. Corrent i camp magnètic
En primer lloc, és important entendre que quan el corrent passa per un cable, genera un camp magnètic. Aquest és un principi fonamental de l'electromagnetisme. La força d'un camp magnètic depèn de la magnitud del corrent: com més gran sigui el corrent, més fort serà el camp magnètic generat.

2. Inducció electromagnètica
A continuació, introduirem la inducció electromagnètica. La llei de Faraday de la inducció electromagnètica ens diu que un camp magnètic canviant pot generar voltatge en els conductors circumdants. Això significa que si teniu un camp magnètic i la seva intensitat canvia, pot "excitar" o "induir" voltatge en els cables propers.

3. La funció de la inductància
Doncs, com funciona la inductància? Quan tens un cable (com ara una bobina) i apliques electricitat a l'interior, es genera un camp magnètic. Si el corrent comença a canviar (augmentar o disminuir), el camp magnètic que l'envolta també canviarà. Segons la llei de Faraday, aquest camp magnètic canviant generarà un voltatge induït al cable, que intenta mantenir el flux de corrent original sense canvis. Aquest fenomen és una manifestació de la inductància.

Si el corrent augmenta, l'inductor generarà un voltatge invers, intentant reduir el corrent. Si el corrent disminueix, l'inductor generarà un voltatge directe, intentant augmentar el corrent. És per això que els inductors de vegades es descriuen com la "inèrcia" del corrent, que resisteix els canvis de corrent.

4. Bobina i inductància
En aplicacions pràctiques, per augmentar l'efecte d'inductància, els cables se solen enrotllar en forma de bobines. Cada cable dins de la bobina s'afectarà mútuament a causa del camp magnètic generat per les bobines adjacents, cosa que farà que la inductància de tota la bobina sigui molt més gran que la d'un conductor recte.

5. Sol·licitud
Els inductors tenen moltes aplicacions pràctiques. Per exemple, en equips d'alimentació, els inductors es poden utilitzar per suavitzar les fluctuacions de voltatge; en equips de comunicació sense fil, s'utilitzen juntament amb condensadors per crear circuits d'oscil·lació que poden filtrar senyals de freqüències específiques.

(1) Filtre de potència
Els inductors s'utilitzen en circuits d'alimentació, especialment en fonts d'alimentació de commutació, per suavitzar el corrent i el voltatge, reduir el soroll i els pics. S'utilitzen per suprimir el soroll d'alta freqüència i proporcionar alimentació de CC estable als circuits.
(2) Circuit ressonant i selecció de freqüència
Els inductors i els condensadors s'utilitzen conjuntament per establir circuits ressonants que poden seleccionar o amplificar senyals a freqüències específiques. Això és molt important en dispositius de comunicació sense fil com ara ràdios i telèfons mòbils, ja que es pot utilitzar per al filtratge i l'afinació de freqüències.

(3) Emmagatzematge i transmissió d'energia
Els inductors serveixen com a components d'emmagatzematge d'energia en circuits, particularment en fonts d'alimentació per polsos i aplicacions d'emmagatzematge temporal d'energia. En els transformadors, els inductors s'utilitzen per transferir energia entre diferents circuits mitjançant acoblament magnètic i permeten canvis en els nivells de voltatge i corrent.
(4) Limitació de corrent i protecció contra sobrecorrent
En els circuits d'arrencada i alimentació dels motors elèctrics, els inductors poden limitar la velocitat d'augment del corrent i el corrent màxim, proporcionant així protecció contra sobrecorrent i evitant danys al circuit.

(5) Processament del senyal
En el processament de senyals analògics, els inductors s'utilitzen per filtrar senyals d'alta freqüència, adaptar la impedància i retardar els senyals. Són habituals en diversos dissenys de filtres.
(6) Supressió d'interferències electromagnètiques (EMI)
La inductància s'utilitza per suprimir i filtrar les interferències electromagnètiques (EMI), cosa que pot evitar que el soroll entri al circuit i també que s'emeti soroll des del circuit, evitant així interferències amb altres dispositius.

(7) Sensors
En algunes tecnologies de sensors, els inductors s'utilitzen per detectar canvis en els camps magnètics, que poden estar relacionats amb la posició, la velocitat o altres quantitats físiques.
(8) Correcció del factor de potència
En els sistemes d'alimentació de CA, els inductors i els condensadors s'utilitzen conjuntament per millorar el factor de potència, reduir el consum de potència reactiva i, per tant, augmentar l'eficiència de l'ús de l'energia elèctrica.

6. Unitat de mesura
La unitat d'inductància és Henry (H), que rep el nom del científic estatunidenc Joseph Henry. Si la inductància d'una bobina és d'1 Henry, cada vegada que el corrent canvia a una velocitat d'1 ampere per segon, generarà un voltatge induït d'1 volt a la bobina.

resum
Així doncs, en general, la inductància és una característica d'un component que resisteix els canvis de corrent generant una tensió inversa dins del component per contrarestar els canvis ràpids de corrent. Aquest principi simple té una àmplia gamma d'aplicacions en tecnologia electrònica i enginyeria elèctrica, des del filtratge de potència més simple fins a l'afinació complexa de radiofreqüència.