Daniel Sebastián Rincón Lancheros Cod. 46916 Ingeniería Electrónica
BOBINAS I.
RESUMEN
Una bobina o indctor! es n ele"ento electrónico #asi$o! #asi$o! %e al"acena al"acena energía en en ca"#os "agn&ticos. "agn&ticos. S nidad de "edida "edida es en 'enrios! 'enrios! re#resentado #or la letra ' ( donde s $alor nor"al"ente $a desde "icrohenrios )*'+ hasta los "ilihenrios )"'+. S sí"bolo ( clasi,icación de#ende del n-cleo con el %e ha(a sido constrida %e #ede ser n-cleo de aire! de ,errita! de hierro o astable. Se co"#one de n de$anado indctor! clata! #ie/a #olar! n-cleo! e0#ansión #olar ( #olo a0iliar. a"bi&n e0isten indctores "oldeados! %e se "iden con n código de colores.
II.
INTRODUCCIÓN
2 tra$&s de este trabao! se de"ostrará %e es na bobina! s a#licación ( características! obser$ando ee"#los de s so en la $ida $ida real real33 ss ss co"# co"#on onen ente tes3 s3 a#re a#rende ndere re"o "oss los los t&r" t&r"in inos os electrónicos relacionados con el ,nciona"iento de las "is"as3 de %ie %ien n de#e de#end ndee s traba rabao o33 ( a rea reali/a li/arr los cálc álclos los corres#ondientes #ara co"#tar los $alores en la ,abricación o en la elección del indctor se necesitará en el circito en %e este"os trabaando.
III.
MARCO TE TEÓRICO
8igra 1. Indctores de bao costo.
B. Unidad de medida La indctancia de na bobina se "ide en 'enrios ( se re#resenta #or la letra ' o 'r. En la #ráctica se "ide en "ilihenrios )"'+ o "icrohenrios )*'+.
C. Símbolos
Los "-lti "-lti#le #less ti#os ti#os de indct indctore ores! s! se si"bol si"boli/a i/an n de la sigiente "anera
A. Bobina Un indctor! bobina o reactor es n co"#onente #asi$o de n circito el&ctrico %e! debido al ,enó"eno de la atoindcción! al"acena energía en ,or"a de ca"#o "agn&tico. Una a#licación de los indctores! consistente en blo%ear )cho5e en ingl&s+ las seales de 2C de alta ,recencia en circitos de radio! dio origen a %e con dicho t&r"ino )cho%e+ se haga re,erencia a los indctores %e se e"#lean en a#licaciones donde s $alor no es crítico ( %e #or lo tanto ad"iten grandes tolerancias. 7ásica"ente! 7ásica"ente! todo indctor indctor consiste consiste en n arrolla"ient arrolla"iento o de hilo condctor condctor.. La indctancia resltante es directa"ente #ro#orcional al n-"ero ( diá"e diá"etro tro de las las es#ira es#irass ( a la #er"e #er"eabi abilid lidad ad del interior interior del arrolla"iento! ( es in$ersa"ente #ro#orcional a la longitd de la bobina.
D. Construcción Un indct indctor or está está consti constiti tido do nor"al" nor"al"ent entee #or na bobina bobina de condctor! tí#ica"ente tí#ica"ente ala"bre o hilo de cobre es"altado. E0isten indctores con n-cleo de aire o con n-cleo hecho de "aterial ,erros ,erroso o )#or ee"#l ee"#lo! o! acero acero "agn&t "agn&tico ico+! +! #ara #ara incre" incre"ent entar ar s ca#acidad de "agnetis"o. Los indctores indctores ta"bi&n #eden estar estar constridos constridos en circitos circitos integr integrado ados! s! sando sando el "is"o "is"o #roce #roceso so tili/ tili/ado ado #ara #ara reali/ reali/ar ar "icro#r "icro#roce ocesad sadore ores. s. En estos estos casos casos se sa! sa! co"-n" co"-n"ent ente! e! el al"inio co"o "aterial condctor. Sin e"bargo! es raro %e se constr(an indctores dentro de los circitos integrados3 es "cho "ás #ráctico sar n circito lla"ado girador %e! "ediante n a"#li,icador o#eracional! hace %e n condensador se co"#orte co"o si ,ese n indctor.
E. Modelo Equivalente Los indct indctore oress ideale idealess no disi#a disi#an n energí energíaa co"o co"o lo hacen hacen los resistores resistores.. :ero en la #ráctica! #ráctica! el indctor indctor real #resenta #resenta na resistencia de de$anado %e disi#a energía. energía. 2 continación continación ,igra n "odelo #ráctico )si"#li,icado+ de indctor.
8igra ;.
R re#resenta las #&rdidas en el de$anado! c(o $alor general"ente es #e%eo #e%eo #ero #ero #ede llegar llegar a $arios $arios cientos cientos de oh"s. oh"s. Un "odelo "ás co"#leto conte"#la ade"ás la ca#acidad #arásita o
1
Daniel Sebastián Rincón Lancheros Cod. 46916 Ingeniería Electrónica distribida debido a la ca#acidad entre las $eltas del bobinado )C# en #aralelo con el circito anterior+.
F.
Comp Compo onent nentes es
connt nto o de es#i es#ira rass dest destin inad ado o a Devanado Devanado inductor: inductor: Es el con #rodcir el ,lo "agn&tico! al ser recorrido #or la corriente el&ctrica.
Culata: Es na #ie/a de sstancia ,erro"agn&tica! no rodeada #or de$anados! ( destinada a nir los #olos de la "á%ina.
Pieza olar: Es la #arte del circito "agn&tico sitada entre la
Alta 'recuencia: de redcido ta"ao ( n-"ero de es#iras. Ba(a 'recuencia: de "a(or ta"ao ( n-"ero de es#iras. 4.
Segú Según n el el rec recub ubri rimi mien ento to::
:lástico! resina! "etal )a#antalladas+.
5.
Según Según la la carac caracter teríst ística ica de su su valor valor::
8ios ( astables.
6.
Segú Según n el el tip tipo o de de mon monta taje je::
clata ( el entrehierro! incl(endo el n -cleo ( la e0#ansión #olar.
De inserción ( S
#artee del del circ circi ito to "agn "agn&t &tic ico o rode rodead adaa #or el N!cleo: Es la #art de$anado indctor.
En la sigie sigiente nte tabla tabla se #eden #eden obser$ obser$ar ar los indct indctore oress "ás co"nes
#arte de la #ie/ #ie/aa #ola #olarr #ró0 #ró0i" i"aa al E"an#i$n E"an#i$n olar: olar: Es la #arte indcido ( %e bordea al entrehierro. #olo "agn "agn&t &tic ico o Polo Polo au"ilia au"iliarr o de con%u con%utac taci$n i$n:: Es n #olo s#le"entario! #ro$isto o no! de de$anados ( destinado a "eorar la con"tación. Selen e"#learse en las "á%inas de "ediana ( gran #otencia.
TIPO
)ORMATO
Solenoides B-cleo de aire ( n-cleo de ,errita.
1 n' a 1A n'
oroides
1 ' a = "'
Enca#slados o "oldeados
=.1 ' a 1 "'
Chi#s
1 n' a 1 "' 1 n' a "'
G. Clas Clasi iic icac ació ión n 1. Segú Según n el núcl núcleo eo o sop sopor orte te:: de$anado se reali/ reali/aa sobre sobre n so#ort so#ortee de N!cleo N!cleo de aire: aire: el de$anado "aterial no "agn&tico "agn&tico ),ibra! #lástico! #lástico! etc.+. En los casos donde no se tili/a so#orte! la bobina %eda con,or"ada sólo debido a la rigide/ "ecánica del condctor.
N!cleo de &ierro: co"o tiene "a(or #er"eabilidad %e el aire )1= a 1==+! a"enta el $alor de la indctancia. Sin e"bargo! sólo se e"#lea e"#lea en baas baas ,recenci ,recencias as #or%e a altas altas ,recencia ,recenciass las #&rdidas son ele$adas. 2#licaciones 2#licaciones ,entes de ali"entación ali"entación ( a"#li,icadores de adio.
*A+ORES
2stable
N!cleo de 'errita: las ,erritas son ó0idos de "etales "agn&ticos! de alta #er"eabilidad )1= a 1====+ %e ade"ás son diel&ctricos. E0is E0iste te na gran gran $ari $aried edad ad en el "erc "ercad ado o en ,nci ,nción ón de la ,recencia de trabao.
Nota: radio,recencia )1==5'/ a 1==>'/+ ?@ adio,recencia );='/ a ;=5'/+.
2.
Segú Según n la for forma ma con const stru ruct ctiv iva: a:
Solenoides ( toroides.
abla 1. Indctores "ás co"nes. !.
Aplicación
Solenoides so general! ,iltros ( con$ertidores DC2C. oroides #ara ,iltrar transistores. Enca#slados o "oldeados osciladores ( ,iltros. Chi#s #ara a#licaciones generales. 2stables osciladores ( circitos de R8 co"o transistores ( rece#tores.
".
C#lculo de solenoides monocapa 2
8igra 4. Sí"bolo solenoide
0,001 n D L ( mH )= I + 0,45 D Dond Dondee
8igra A. Sí"bolo toroide
3.
2
n F B-" B-"er ero o de de es# es#ir iras as D F Diá"etro Diá"etro de la bobina en "" I F Longitd del bobinado en ""
Según Según la frec frecuen uencia cia de de la corrie corriente nte apli aplicad cada: a: 2
Daniel Sebastián Rincón Lancheros Cod. 46916 Ingeniería Electrónica
d∫ ¿ d ext
¿
2
L ( mH )= 0.0002 mr N h ln mr
Donde 8igra 6. Reconoci"iento de bobina
El $alo $alorr de indc indcta tanc ncia ia de#e de#end ndee ta"b ta"bi& i&n n de s ca#a ca#aci cida dad d distribid distribidaa o #arásita! #arásita! la cal #ede esti"arse esti"arse de la sigiente sigiente "anera
Cp ( pF pF )= KD Donde Donde
F De#e De#ende nde de la la relac relación ión ID de la la bobina bobina D F Diá"etro de la bobina en ""
=!1 =!=96 4 =!=;
=! =!=6 6 =!=9;
d ext F Diá"etro e0terior
∫¿ d¿
F Diá"etro interior
:ara si"#li,icar los cálclos! los ,abricantes de "aterial "agn&tico toroidal #ro$een n dato cla$e el n-"ero 2L! %e en general re#resenta "' cada 1=== es#iras es#iras o "' cada 1== es#iras. De esta "anera
L ( mH )= A L (
2lgnos $alores de se #resentan a continación
I,D - I,D -
F :er"eabilidad relati$a del n-cleo
B F B-"ero de $eltas $eltas h F 2ltra del toroide en ""
2l e"#lear la ,ór"la de Gheeler! la #recisión alcan/a el 1H #ara bobinas c(a relación relación lD es "a(or %e =!4. :ara , hasta A=<'/ se e"#lea hilo de cobre! ( #ara ,recencias s#eriores cobre #lateado. En radio,recencia se tili/a tili/a el hilo de Lit/. El hilo condctor tili/ado tili/ado en la ,abricación ,abricación de indctores indctores debe estar aislado con n barni/ aislante o recbierto con n aisla"iento #lástico #ara e$itar cortocircitos entre las es#iras.
=!A =!=A J =!11;
=!J =!=A 1= =!1;
1 =!=46 1A =!1J6
; =!=A ;= =!;6
abla ;. Kalores de
¿
N 100
2
)
Los toroides #resentan na interesante #ro#iedad ss líneas de indcción "agn&tica tienden a %edar con,inadas en s interior sin lleg llegar ar a dis# dis#er ersa sars rsee #or #or s $eci $ecind ndad ad co"o co"o ocr ocrre re con con los los solenoides. :or esto es %e se lo conoce co"o atoblindado. atoblindado.
%. Codiicación Los indctores "oldeados selen #resentar n siste"a de código de colores si"ilar al de los resistores.
Bótese %e se "ini"i/a "ini"i/a )( #or lo tanto tanto ta"bi&n se "ini"i/a "ini"i/a C#+ #ara na relación 1 ? lD ? ;. 8inal"ente el $alor de la indctancia se # ede conocer a#licando la sigiente ,ór"la
2πf) ¿ ¿
8igra . Codi,icación indctores "oldeados −6
1 −10
(
)
¿
L∗ mH =
Donde Donde
$.
L
¿
L F Indc Indctan tancia cia calcl calclada ada )"'+ )"'+ C# F Ca#acidad distribida del indctor )#8+ , F 8recencia de trabao )
C#lculo de toroides monocapa
2lternati$a de acerdo con el estándar EI2 )Electronic Indstries 2ssociation+! si na de las bandas %e corres#onden a las ci,ras signi,ica signi,icati$a ti$ass es dorada! &sta re#resenta re#resenta al #nto deci"al deci"al ( la banda %e antes actaba co"o "lti#licador #asa a ser ahora o tra ci,ra signi,icati$a. Ee"#los "arrón "arrón dorado $erde #lateado F 1 #nto deci"al deci"al A 1= F 1.A M'N O 1=H
&.
'alores 'alores est#ndares 3
Daniel Sebastián Rincón Lancheros Cod. 46916 Ingeniería Electrónica Los $alores "ás co"nes de indctores "oldeados corres#onden a la serie E1; )1=! 1;! 1A! 1J! ;;! ;! ! 9! 4! A6! 6J! J;+.
M. Criterios de selección 2 continación se en"eran las características t&cnicas %e ha( %e tener en centa a la hora de seleccionar los indctores #ara deter"inada a#licación. . Kalor indcti$o . olerancia . a"ao a"ao ( re%isitos de "ontae .
)PF;Q#iQ,QL R+. R+. Es deseable %e la resistencia sea baa ( #or ende %e el P sea alto. Seg-n la ,ór"la! P tendría tendría %e a"entar con la ,recencia! sin e"bargo no es así #or%e ta"bi&n a"enta la resistencia. resistencia. Los ,abricantes in,or"an in,or"an sobre el P del indctor indctor a la ,recencia de trabao trabao o bien #resentan cr$as de P),+. Los P de indctores #ara a#licaciones de radio,recencia oscilan entre A= ( ;==. . Coe,iciente de te"#eratra
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BIB+IORA)/A
htt#.ing.n#.ed.arelectronicaasig htt#.ing.n#.ed.arel ectronicaasignatrasee=16ttoria natrasee=16ttoriales les indctoresindctores.ht" htt#es.slideshare.netla/a htt#es.slide share.netla/acerbobinasoindctores cerbobinasoindctores htt#ses.i5i#edia.orgi5iIndctor
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