BOBINAS Y EL COEFICIENTE DE AUTOINDUCCIÓN

    Una bobina es un tipo de componente electrónico pasivo, como tal no es capaz de generar ni modificar la señal eléctrica, sin embargo tiene múltiples usos siendo utilizada en circuitos de electrónica (como radios o equipos de audio) hasta transformadores, contactores y/o relays (relés) y motores de diversos tipos. 

        Principal característica 

   La propiedad principal de las bobinas es que almacenan energía en forma de campo electromagnético gracias al fenómeno de la autoinducción.  De ese fenómeno hablaremos mas abajo.

            Aplicaciones 

    Como dijimos sus aplicaciones son diversas:

• Electro-imanes
• Devanados de transformadores y de motores
• Componentes que forman parte de circuitos electrónicos para sintonización de emisoras de radio.

    Construcción 

    Este componente está construido utilizando un elemento conductor aislado enrollado en forma de espira o anillo alrededor de un núcleo de material ferromagnético o también, en ciertos casos, un núcleo de aire.

Tipos genéricos de bobinas y sus símbolos 

AUTOINDUCCIÓN Y COEFICIENTE DE AUTOINDUCCIÓN (L)

    La autoinducción es un fenómeno que se produce en las bobinas y significa que se induce a sí misma una FEM (Fuerza Electro-Motriz).

    Es decir que la corriente eléctrica (I) que circula a través de la bobina induce un campo magnético y un flujo magnético que corta las espiras de la propia bobina y, como consecuencia de ello, ese flujo magnético induce una FEM que, de acuerdo a la Ley de Lenz, se opone siempre a la causa que le da origen.

    Por ejemplo veamos el caso de un circuito en corriente continua con un elemento inductivo

    Al cerrar el circuito, la corriente comienza a circular desde cero hasta su valor nominal en un tiempo muy corto, esa variación produce que se induzca un flujo magnético que corta las espiras de la bobina e induce en ella una FEM de autoinducción, los efectos de esa FEM inducida se oponen al mismo flujo magnético que le da origen y provocan que la corriente sufra una oposición y un retraso. Dicho de otro modo los efectos de la tensión de la autoinducción se restan con los efectos de la tensión de la batería. 

    Sin embargo ese fenómeno es momentáneo (ya que estamos hablando de tensión y corriente continua), una vez que la intensidad se estabiliza (alcanzó el valor máximo) la FEM en oposición desaparece y solo queda el flujo magnético constante que será aprovechado para un electroimán por ejemplo. 

     

       Cuando el circuito se abre, el flujo magnético tiende a desaparecer y esa variación rápida vuelve a producir que se induzca una FEM de autoinducción cuyos efectos ahora tienden a evitar que la tensión y la corriente eléctrica de la fuente (batería) desaparezcan, es decir, ahora los efectos de la FEM de auto inducción se suman a los de la tensión de la fuente.

    Otra forma de pensar toda esta situación es justamente que la bobina almacena energía en forma de campo electromagnético. Entonces podríamos decir que al conectar la bobina a una fuente de corriente continua, esta se carga, y al desconectarla, esta se descarga. 

    Coeficiente de auto inducción

    La FEM de autoinducción depende de la rapidez con la que cambie el flujo magnético. Según la siguiente formula:

    A su vez, la FEM, también depende de las características constructivas de cada bobina, lo que se denomina su coeficiente de autoinducción L que se mide en Henrrys o Henrrios. 

La siguiente fórmula expresa que la FEM es directamente proporcional al coeficiente de autoinducción y a la rapidez con la que cambia la intensidad de corriente.

    

    Por último podemos decir que ese coeficiente de autoinducción dependerá directamente del número de espiras de la bobina y de la relación o cociente entre el valor del flujo magnético generado en esa bobina y la intensidad de corriente que ha sido necesaria aplicarle.

CONSECUENCIAS Y USOS DE ESTE FENÓMENO 

 Si bien lo trataremos en otro momentos, adelantaremos que una consecuencia de la autoinducción es el comportamiento reactivo que tienen las bobinas cuando son conectadas a una fuente de tensión alterna. Por otro lado una aplicación práctica que se le daba (y en muchos casos se sigue utilizando) es en sistemas de ignición de bujías en donde se utiliza una bobina para generar el chispazo aprovechando una conexión y desconexión rápida de la bobina.

VÍDEOS    
    Dejo uno vídeo interesante acerca del fenómeno de auto inducción en corriente continua. 

    

Fuente: Pablo Alcalde San Miguel / Año: 2003 / Electrotecnia, 4a Edición, 2a Reimpresión / Edit. Thomson-Paraninfo/ Madrid, España