La autoinducción es la oposición de una bobina a cambiar su corriente mediante una tensión inducida.
Ya sabemos que si acercamos un imán a una bobina generamos voltaje (Faraday). Pero cuando hacemos pasar corriente por una bobina para crear un electroimán, la propia bobina está creando un campo magnético que crece y corta sus propias espiras.
Por tanto, según Faraday, la bobina se induce voltaje a sí misma. Mientras la corriente es constante, no pasa nada. Pero en el momento de encender y, sobre todo, de apagar el circuito, la bobina reacciona con mucha violencia.
El fenómeno: la inercia magnética
Una bobina no quiere que la corriente cambie bruscamente. Si intentas subirla de golpe, se opone. Si intentas cortarla de golpe, también se opone.
Por eso se suele decir que tiene una especie de inercia eléctrica:
- Si la corriente sube, la bobina la frena.
- Si la corriente baja, la bobina intenta mantenerla.
La relación básica es:
Donde:
es la inductancia. es la rapidez con la que cambia la corriente.
Cuanto más brusco sea el cambio, mayor será el voltaje inducido.
El diodo de rueda libre
En una bobina de DC con conmutación unidireccional, una protección habitual es colocar un diodo en antiparalelo.
- El cátodo al positivo.
- El ánodo al negativo.
¿Cómo funciona?
- Interruptor cerrado: la corriente fluye con normalidad y el diodo queda polarizado en inversa, así que no conduce.
- Interruptor abierto: la bobina invierte su polaridad para mantener la corriente. En ese instante, el diodo queda polarizado en directa y le ofrece un camino seguro para recircular.
La corriente sale de la bobina, pasa por el diodo y vuelve a entrar en la bobina, disipando poco a poco la energía almacenada. En lugar de intentar saltar por el transistor o el interruptor, se queda dando vueltas en un bucle controlado.
Selección del diodo
Para elegir el diodo de protección adecuado, conviene mirar al menos dos cosas:
- Corriente: debe soportar, como mínimo, la corriente que consumía la bobina.
- Velocidad: para relés normales, un
1N4007suele bastar. Para aplicaciones rápidas (como PWM de motores) convienen diodos rápidos o Schottky.
