Curso de Electrónica Básica #2.4 – Inductor o Bobina
Introducción
En este capítulo de nuestro Curso de Electrónica Básica profundizaremos en uno de los componentes más importantes dentro de los circuitos eléctricos y electrónicos: el inductor o bobina.
Aunque a primera vista pueda parecer un simple alambre enrollado, la bobina es fundamental en filtrado, almacenamiento de energía, conversión de potencia, osciladores, transformadores y sistemas de comunicación.
Comprender su funcionamiento, simbología, fórmulas, aplicaciones prácticas y métodos de medición es clave para avanzar hacia la electrónica intermedia y avanzada.
¿Qué es un inductor o bobina?
Un inductor es un componente pasivo que almacena energía en forma de campo magnético cuando una corriente eléctrica circula a través de él. Se construye generalmente enrollando un alambre conductor (cobre esmaltado) sobre un núcleo que puede ser aire, hierro, ferrita o materiales especiales.
Símbolo eléctrico:
- Bobina simple:
- Con núcleo de hierro: alrededor de la bobina.
Antecedentes e historia
El concepto de inducción electromagnética fue descubierto por Michael Faraday en 1831, quien demostró que una corriente puede generarse a partir de un campo magnético variable. A partir de este principio se desarrollaron las bobinas y posteriormente los transformadores, motores, inductores de RF y reactores de potencia.
Principio de funcionamiento
El funcionamiento de un inductor se basa en la Ley de Faraday-Lenz, que establece:
La tensión inducida en una bobina es proporcional a la variación del flujo magnético que la atraviesa.
Matemáticamente:
Donde:
- V: Voltaje inducido (V)
- L: Inductancia (Henrios, H)
- di/dt: Tasa de cambio de la corriente (A/s)
En palabras simples: el inductor se opone a los cambios rápidos de corriente, lo que lo hace ideal para filtrar, suavizar o almacenar energía.
Tipos de inductores
- Según el núcleo:
- Aire: baja inductancia, alta frecuencia.
- Hierro: mayor inductancia, usado en potencia.
- Ferrita: excelente para radiofrecuencia y fuentes conmutadas.
- Polvo de hierro: equilibrio entre estabilidad y saturación.
- Según su aplicación:
- Bobinas de choque (choke): bloquean AC y dejan pasar DC.
- Inductores de RF: en osciladores, filtros y antenas.
- Inductores de potencia: en convertidores DC-DC.
- Transformadores (dos o más bobinas acopladas).
Apariencia física
Los inductores se presentan en varias formas:
- Axiales (similares a resistencias).
- Toroidales (alambre enrollado en forma de anillo).
- SMD (montaje superficial).
- De potencia (grandes, con núcleo de hierro o ferrita).
Simbología en planos eléctricos
En esquemas electrónicos se representan con una espiral curva.
- Sin núcleo → símbolo básico.
- Con núcleo → líneas rectas o barras dentro.
- Transformador → dos bobinas enfrentadas con núcleo compartido.
Estructuras constructivas
- Número de espiras: determina la inductancia.
- Diámetro del hilo: influye en la corriente soportada.
- Material del núcleo: define frecuencia y saturación.
- Forma del devanado: solenoidal, toroidal, multifilar.
Medición de inductores
Se mide en Henrios (H). Un Henrio equivale a la inductancia que produce 1V cuando la corriente cambia a razón de 1A/s.
Instrumentos utilizados:
- LCR meter: mide inductancia, capacitancia y resistencia.
- Puente de impedancias.
- Método de oscilación con un generador de señal.
Codificaciones
En inductores axiales o SMD se utilizan códigos de colores o numéricos similares a las resistencias:
- Ejemplo: 472 = 4700 µH (4,7 mH).
En SMD, también se usan letras y números que indican inductancia en µH.
Matemática y fórmulas
- Inductancia de un solenoide:
Donde:
- N: número de espiras
- μ: permeabilidad del núcleo
- A: área de la sección del núcleo
- l: longitud del solenoide
- Energía almacenada en un inductor:
- Reactancia inductiva:
Donde:
- f: frecuencia (Hz)
- L: inductancia (H)
Aplicaciones del inductor
- Filtros LC en fuentes y audio.
- Transformadores de potencia.
- Almacenamiento de energía en convertidores DC-DC.
- Antenas y resonadores en comunicaciones.
- Supresión de ruidos eléctricos.
- Motores, relés y solenoides.
Ejemplos prácticos
- Filtro de fuente conmutada: un inductor en serie suaviza el rizado de la señal.
- Radio AM/FM: bobinas sintonizadas con capacitores.
- Lámparas fluorescentes: balastos inductivos para limitar la corriente.
- Automotriz: bobinas de encendido.
Problemas comunes y soluciones
- Saturación del núcleo: evitar exceder la corriente máxima.
- Calentamiento excesivo: usar hilos más gruesos o núcleos adecuados.
- Pérdidas por histéresis y corrientes parásitas: núcleos laminados o de ferrita.
- Ruido electromagnético: blindar la bobina o usar toroidales.
Simulación de inductores
En programas como LTspice, Proteus o Multisim se pueden simular bobinas:
- Insertar un componente “L” con valor en µH o mH.
- Configurar frecuencia de prueba y corriente.
- Observar respuesta en filtros LC y circuitos resonantes.
Ejemplo:
Un circuito LC resonante puede simularse para verificar la frecuencia natural:
Experimentación con bobinas
Se pueden realizar pruebas sencillas en el laboratorio:
- Medición de inductancia con un multímetro LCR.
- Construcción de un solenoide casero con alambre de cobre esmaltado.
- Filtro LC básico para suavizar la señal de una fuente rectificada.
- Resonancia LC: conectar un capacitor y una bobina, aplicar señal y medir frecuencia.
Conclusión
El inductor o bobina es un componente esencial en la electrónica, desde aplicaciones de baja frecuencia en fuentes de alimentación hasta sistemas de alta frecuencia en telecomunicaciones.
Su capacidad de almacenar energía en forma magnética, filtrar, bloquear señales no deseadas y generar resonancia lo convierte en una pieza clave para cualquier ingeniero o aficionado a la electrónica.
En este capítulo, vimos su historia, funcionamiento, fórmulas, tipos, aplicaciones, simulaciones y experimentación práctica, preparando el camino para aplicar este conocimiento en proyectos más avanzados dentro de nuestro curso.