9.1: Introducción

Este capítulo presenta nuestro tercer dispositivo pasivo, el inductor. Los inductores son fundamentalmente diferentes tanto de las resistencias como de los capacitores en términos de su construcción y su funcionamiento. Sin embargo, los inductores comparten ciertos rasgos amplios con los capacitores. Primero, son dispositivos de almacenamiento de energía. En el caso del inductor, la energía se almacena en un campo magnético, similar al caso del condensador que utiliza un campo eléctrico. Además, en el caso ideal, los inductores no disipan la potencia. También al igual que los capacitores, cuando los inductores se colocan en circuitos de CC no son óhmicos, lo que significa que su característica de corriente-voltaje no responde a la ley de Ohm. En cambio, su característica de corrientevoltaje es de naturaleza dinámica. Sin embargo, en algunos aspectos, su comportamiento de corriente-voltaje es opuesto a la forma en que se comportan los condensadores y, por lo tanto, ofrecen sus propias características de rendimiento únicas.

Los inductores tienen una larga historia de uso en sistemas electrónicos. De hecho, uno de los usos más comunes en el hogar es como parte integral de un sistema de altavoces típico. Se utilizan en fuentes de alimentación de CC modernas en modo conmutador en productos como computadoras personales y televisores. En los sistemas de audio y comunicaciones se utilizan en filtros y circuitos de sintonización junto con capacitores. Al igual que un condensador, para cualquier aplicación que necesite suavizar un voltaje variable, almacenar energía o filtrar una señal; un inductor es un candidato probable.

Desafortunadamente, los inductores del mundo real generalmente no se comportan tan cerca de su funcionamiento ideal deseado como lo hacen los condensadores del mundo real. Los efectos secundarios de la construcción del inductor limitan su rendimiento; quizás el factor más notable es su resistencia en serie equivalente potencialmente grande. También son susceptibles a campos magnéticos externos que pueden introducir ruido e interferencias, degradando la calidad de la señal. Por estas razones, hay áreas en las que, dada una opción, se preferirían los capacitores sobre los inductores. Pero esto no es de ninguna manera una condena amplia y hay áreas donde el uso de inductores es esencial. Más allá de esto, el concepto mismo de inductancia es importante ya que informa a los diseñadores de los límites prácticos de rendimiento de sus circuitos.

El concepto de inducción electromagnética fue descubierto por primera vez por el científico inglés Michael Faraday a principios del siglo XIX. Notó que si envolvía dos cables alrededor de un anillo de hierro e introducía una corriente en uno de ellos, entonces aparecería una corriente transitoria (de corta duración) en la segunda bobina de alambre. Notó un efecto similar cuando deslizó un imán de barra a través de una bobina de alambre. Casi al mismo tiempo, el estadounidense Joseph Henry descubrió casi lo mismo independientemente de Faraday y realizó una considerable investigación en esta área. En su honor, la unidad de inductancia, el henry (abreviado H), lleva su nombre. El símbolo de inductancia es L, llamado así por el físico Heinrich Emil Lenz. Los inductores se conocen comúnmente como bobinas o chokes, por razones que serán evidentes en breve