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Respuesta al escalón unitario de
una bobina o inductor
Cuando una tensión
fija es aplicada a un inductor en forma repentina,
una creciente corriente atravesará el
conductor y creará un campo magnético que
se irá expandiendo conforme aumenta la corriente. Esta corriente llegará a un
valor máximo y el campo magnético dejará de expandirse.
El campo magnético en expansión induce una Fuerza
Contra Electromotriz (FCEM) de polaridad opuesta a la tensión aplicada (línea
azul en el segundo gráfico) y el
valor de esta FCEM es proporcional a la velocidad de cambio (derivada) de la
corriente en el inductor. Mientras más rápido el cambio, mayor es la corriente
y esto trata de impedir el aumento de la razón de expansión del campo
magnético.
 Cuando
el campo magnético deja de expandirse llega a su estado estable, el inductor
aparece como una carga resistiva. El resistor
que se muestra en el primer diagrama puede interpretarse como un resistor
externo en serie con la bobina o como la resistencia interna de la bobina.
Si ahora la tensión fija que se había aplicado se
retira, (tensión se vuelve cero voltios (0 voltios)).
En este momento el campo magnético que estaba en
estado estable colapsa y se induce una FEM en el inductor que intenta mantener
el flujo de corriente que antes había y así intentar evitar el colapso del
campo magnético.
 Mientras esto sucede una FCEM, generada por la
corriente del campo magnético que colapsa, intenta impedir el colapso del campo
magnético mencionado.
Para poder crear el campo magnético en el
inductor, la fuente debe de haber realizado
un trabajo, para el cual necesita potencia.
La potencia entregada por la fuente es igual a la multiplicación de la
corriente entregada por la fuente que circula por la tensión de la misma.
Esta potencia es transferida al circuito y la potencia en el circuito se obtiene multiplicado la corriente
por la tensión creada por el inductor (y que se opone a la tensión de la
fuente) mientras el campo magnético aumenta.
Cuando
el campo se vuelve constante, la tensión en la bobina (tensión inducida)
desaparece pues toda la energía ya está almacenada.
La tensión inducida en la bobina se opone a la
tensión aplicada (tensión de la fuente) , impidiendo que el valor de la corriente aumente rápidamente
cuando se cierra el circuito o sea se está aplicando el escalón. (Ver en el
gráfico anterior como aumenta la corriente).
La amplitud de la tensión
inducida es proporcional a la velocidad de cambio de la corriente. (líneas
azules en el segundo gráfico)
Enlaces relacionados
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