Una bobina (o inductor) es un componente que almacena energía en un campo magnético y se opone a los cambios de corriente.
A simple vista, una bobina no es más que un hilo de cobre enrollado sobre un núcleo (de aire, de hierro o de ferrita). Parece un cortocircuito, ¿verdad? Si mides su resistencia con un polímetro, te dará casi 0 Ohmios.
Cuando la corriente cambia, aparece el fenómeno de autoinducción.
El concepto: inercia de corriente
La mejor forma de entender una bobina es compararla con un Volante de Inercia pesado en mecánica.
- Al arrancar: Cuesta mucho moverlo. Al principio, la bobina se “resiste” a que pase la corriente.
- En movimiento: Una vez que gira, es imparable. La corriente fluye libremente.
- Al frenar: Si intentas pararlo de golpe, el volante te arrancará la mano. Si cortas la corriente de una bobina de golpe, ella generará un voltaje brutal para intentar que la corriente siga fluyendo.
Un condensador se opone a cambios bruscos de tensión. Una bobina se opone a cambios bruscos de corriente.
La unidad: el henrio (H)
La inductancia se mide en Henrios (H). Al igual que el Faradio, un Henrio es una unidad gigantesca.
(Microhenrios): Lo estándar en fuentes de alimentación conmutadas (Buck/Boost). (Milihenrios): Para filtros de audio o motores.
Cómo funciona: la física
Cuando la corriente pasa por un cable, crea un pequeño campo magnético a su alrededor. Si enrollamos el cable, esos campos se suman y se concentran en el centro.
La fórmula fundamental que define al inductor es:
Traducción para humanos: El voltaje (
- Si la corriente es constante (DC), el cambio es cero, el voltaje inducido es cero. La bobina es un cable normal.
- Si la corriente cambia muy rápido (AC o pulsos), la bobina genera un voltaje inverso gigante que se opone a ese cambio.
Tipos comunes
Núcleo de aire
Simplemente alambre enrollado (muelles). Se usan en radiofrecuencia (FM, antenas) porque los núcleos de hierro no funcionan a esas velocidades.
Núcleo de ferrita/toroidal
El alambre se enrolla en un “donut” gris o negro. La ferrita concentra el magnetismo, multiplicando la inductancia. Son los reyes de las fuentes de alimentación.
Axiales
Parecen resistencias gordas de color verde agua. Son para pequeñas señales.
Aplicaciones reales
¿Para qué usamos este “muelle magnético”?
Filtros
La bobina tiene una propiedad llamada Reactancia Inductiva (
- Señal DC (0Hz): Pasa libremente.
- Ruido de Alta Frecuencia: La bobina se vuelve un muro impasable.
- Uso: En la entrada de las fuentes de alimentación para que el ruido de la red no entre a tu circuito (Choque de modo común).
Convertidores buck y boost
Esta es la aplicación estrella hoy en día. Para bajar de 12V a 5V sin generar calor (como hacía el regulador lineal), usamos un interruptor que enciende y apaga muy rápido. La bobina se encarga de suavizar esos golpes.
- ON: La bobina se “carga” magnéticamente, frenando la subida de corriente.
- OFF: La bobina “descarga” su energía magnética convirtiéndola en eléctrica, manteniendo el flujo hacia la salida. Resultado: Un voltaje estable y eficiente.
Electroimanes y relés
Si metes un núcleo de hierro móvil dentro de la bobina, el campo magnético lo atraerá. Así funcionan los relés, los altavoces y las cerraduras electrónicas.
El peligro: el pico inductivo (flyback)
Lo mencionamos en el artículo de Diodos y en el de LEDs, pero ahora entendéis el porqué.
Si tienes una bobina por la que pasan 10 Amperios y abres el interruptor instantáneamente (): Según la fórmula , si el tiempo es casi cero, el voltaje tiende a infinito.
La bobina, desesperada por mantener los 10 Amperios, subirá el voltaje hasta 1000V, 2000V o lo que haga falta para crear un arco eléctrico (chispa) a través del aire o perforar tu transistor.
Solución: Diodo flyback en antiparalelo. Le da un camino a la corriente para recircular y morir pacíficamente.
