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Los inductores relacionan cambio de corriente y tensión

Calcula una constante de tiempo RL y reconoce la continuidad de corriente.

La corriente transporta el estado almacenado

Para un inductor ideal, la tensión es v=L di/dtv=L\,di/dt y la energía E=Li2/2E=Li^2/2. Su corriente no puede saltar instantáneamente sin un impulso de tensión. En continua estabilizada, tiene tensión cero y se comporta como un cortocircuito. Un bobinado real conserva resistencia y tiene comportamiento del núcleo dependiente de la corriente, así que «cortocircuito en continua» no significa un cable sin pérdidas a cualquier corriente.

Aplicar 1 V constante a 10 mH cambia la corriente a 100 A/s. Partiendo de cero, la corriente aumenta 100 mA en 1 ms si la tensión permanece constante. La energía almacenada a 100 mA es 0.01×0.12/2=500.01\times0.1^2/2=50 μJ. Una rampa continua acaba alcanzando límites de la fuente o del componente; la fórmula ideal por sí sola no crea una corriente máxima segura.

Añade una resistencia

Conecta un escalón de 3.3 V a una resistencia de 330 Ω y un inductor de 10 mH en serie. La corriente final es 10 mA y la constante de tiempo τ=L/R=30.303\tau=L/R=30.303 μs. Partiendo de cero, i(t)=10 mA(1−e−t/τ)i(t)=10\text{ mA}(1-e^{-t/\tau}). Tras una constante de tiempo, la corriente es 6.3212 mA. El inductor toma inicialmente toda la tensión de fuente; su tensión tiende a cero al estabilizarse la corriente.

Compáralo con el condensador: tensión del condensador y corriente del inductor son las cantidades continuas en conmutaciones con fuentes finitas. Seguir el estado almacenado correcto evita un error habitual en problemas de condiciones iniciales.

Abrir un camino cambia el modelo

Si se desconecta bruscamente un inductor que lleva corriente, desarrolla tensión para continuarla por cualquier camino parásito o de protección disponible. Un diodo de rueda libre es un camino deliberado habitual, pero su tensión,energía y decaimiento requieren un cálculo de circuito. No concluyas que un interruptor abierto hace cero inmediatamente la corriente almacenada.

Al simular una transición RL, incluye resistencia serie y un retorno de corriente físicamente razonable. Indica si R incluye la resistencia del bobinado. Una predicción de 30.303 μs con valores nominales solo es útil si resistencia serie total e inductancia reales coinciden con esos supuestos.

Inténtalo tú

Un inductor de 20 mH con resistencia serie total de 100 Ω se excita con 5 V. Calcula τ y corriente final.

Leer la explicación

τ = L/R = 200 μs. La corriente final es 5/100 = 50 mA. En t = τ, la corriente es aproximadamente 31.606 mA si parte de corriente cero.

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