INGENIERIA ELECTRICA - Inducción electromagnética
AUTOINDUCCION
Además de explicar y determinar la dirección relativa de la corriente inducida resultante de la
inducción mutua entre dos circuitos eléctricos separados, la ley de Lenz también explica otra
forma similar de inducción, que se produce en cada circuito individual.
La variación del campo magnético de una bobina, producida por variación de la corriente a
través de la misma, genera una fuerza electromotriz y la correspondiente corriente que tiende
a oponerse a la variación de la corriente original. (Este fenómeno es, nuevamente, un caso
particular de la ley general de conservación de la energía.) Esa tensión y corriente inducidas se
explican como producidas por las propiedades de autoinducción del circuito. A veces se llama
self-inducción en lugar de autoinducción, lo que es una derivación de la palabra inglesa de
igual significado.
Por ejemplo, en un circuito en el que existe un electroimán, cuando se establece o corta la
corriente, se produce, además del efecto de inducción mutua descrito, un efecto de
autoinducción. Para observar mejor este efecto modifiquemos el circuito como se ve en la
figura; si ahora cerramos el circuito y lo dejamos algunos segundos o minutos, observaremos
que la bombilla despide un destello muy brillante y luego descenderá a su luz normal; si luego
abrimos el circuito la bombilla dará otro destello intenso y después se apagará completamente.
Circuito que permite demostrar la existencia de autoinducción. La autoinducción de la bobina
con núcleo de hierro da un destello en la bombilla, al abrir o cerrar el interruptor A.
Esta experiencia demuestra en forma clara y sencilla la propiedad de un circuito inductivo de
oponerse a todo cambio. Un circuito inductivo es el que comprende bobinas o electroimanes y,
por lo tanto, sus características inductivas serán más pronunciadas si los electroimanes tienen
núcleos de hierro.
Así, la iluminación inicial que da nuestra bombilla antes de abrir el circuito, indica la
impedancia eléctrica del electroimán, el cual, mientras se está formando su campo magnético
proporcional a la fuerza electromotriz de la batería de alimentación, se opone al flujo de
electricidad a través de sí mismo y desvía la mayor parte de la corriente a través de la bombilla.
Luego, cuando el campo ha llegado a su máximo y ya no cambia más, la impedancia eléctrica
del electroimán se reduce hasta ser igual a la resistencia eléctrica del conductor, que forma la
bobina, y entonces la corriente eléctrica total se divide entre el electroimán y la bombilla en
razón inversa a sus respectivas resistencias, como ya se explicó anteriormente. Si la resistencia
fuera la misma en ambos elementos, la corriente se dividiría por partes iguales en cada rama.
El destello de la bombilla al abrir el circuito revela la tendencia de autoinducción de un
circuito magnético. En este caso, la rápida declinación de la intensidad del campo
electromagnético al abrir el circuito por medio del interruptor A, por efecto de la
autoinducción induce en sus propios arrollamientos y ejerce sobre la bombilla una fuerza
electromotriz y la correspondiente corriente eléctrica momentánea que produce el destello,
antes de desaparecer totalmente el campo al abrir el circuito de alimentación.
Analogía hidráulica. La inercia de volante produce un efecto equivalente a la autoinducción en
un circuito eléctrico.
Consideraremos ahora una analogía hidráulica que posiblemente aclare más el significado de
la autoinducción y las características de un circuito eléctrico inductivo. En la figura está
representada dicha analogía; comparémosla. El motor que impulsa la bomba de agua
representa la batería como fuente de energía o de flujo de corriente, la cañería equivale a los
conductores eléctricos, y el volante constituye la carga del circuito y es comparable a la carga
representada por el electroimán y la bombilla.
En el circuito de la figura el agua comenzará a moverse cuando se pone en marcha la bomba e
iniciará el movimiento de rotación de la rueda y su volante. Pero, para llegar a la velocidad
máxima que puede alcanzar la bomba, se debe vencer la inercia del conjunto, del agua y del
volante.
La inercia, como el lector probablemente sabrá, es la propiedad de un objeto o masa material
de ofrecer resistencia al cambio de la velocidad o de la dirección del movimiento en que se
halla. La inercia del volante tiende a oponerse al esfuerzo de rotación provocado por el agua y
se requiere un cierto tiempo antes que ésta venza completamente esa inercia estática o
estacionaria.
Una vez que la inercia ha sido vencida, la velocidad del agua se mantendrá y será la máxima
que es capaz de brindarle la bomba, mientras se mantenga constante la potencia dada al motor.
Si se suprime la energía al motor de la bomba, la inercia del volante y la combinación de toda
la maquinaria se opondrá a la disminución de la velocidad por la inercia de rotación o de
movimiento, tardando un cierto tiempo antes de llegar al estado de reposo.
