Trabajo de Investigación Circuitos Electricos I - Universidad Fermin Toro

1. CIRCUITOS ELECTRICOS I
Investigación:
Funcionamiento de la bobina y el condensador, su construcción y aplicación en
ingeniería
T.S.U Jordi Cuevas
C.I 14941413

2. 1. Bobinas
Un inductor o bobina es un componente pasivo de un circuito eléctrico que,
debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en forma de campo
magnético. Un inductor está constituido usualmente por una cabeza hueca de una
bobina de conductor, típicamente alambre o hilo de cobre esmaltado.
Existen inductores con núcleo de aire o con núcleo de un material ferroso,
para incrementar su capacidad de magnetismo. Los inductores pueden también

3. estar construidos en circuitos integrados, usando el mismo proceso utilizado para
realizar microprocesadores.
La bobina almacena energía eléctrica en forma de campo magnético cuando
aumenta la intensidad de corriente, devolviéndola cuando ésta disminuye.
El inductor consta de las siguientes partes:
 Pieza polar: Es la parte del circuito magnético situada entre la culata y
el entrehierro, incluyendo el núcleo y la expansión polar.
 Núcleo: Es la parte del circuito magnético rodeada por el devanado
inductor.
 Devanado inductor: Es el conjunto de espiras destinado a producir el
flujo magnético, al ser recorrido por la corriente eléctrica.
 Expansión polar: Es la parte de la pieza polar próxima al inducido y
que bordea al entrehierro.
 Polo auxiliar o de conmutación: Es un polo magnético suplementario,
provisto o no, de devanados y destinado a mejorar la conmutación.
Suelen emplearse en las máquinas de mediana y gran potencia.
 Culata: Es una pieza de sustancia ferromagnética, no rodeada por
devanados, y destinada a unir los polos de la máquina
Usos y Aplicaciones de las bobinas o Inductores
 Inductores y capacitores se utilizan en circuitos de audio para filtrar o
amplificar frecuencias específicas.

4.  Se utilizan como filtros de línea telefónica, para eliminar las señales de alta
frecuencia de banda ancha y se colocan en los extremos de los cables de
señal para reducir el ruido.
 En las fuentes de alimentación también se usan bobinas para filtrar
componentes de corriente alterna, y solo obtener corriente continua en la
salida
 Los transformadores se utilizan principalmente para convertir una tensión a
otra.
 Integran circuitos de filtrado para salidas de fuentes rectificadoras tanto
pequeñas como de potencia.
 Bobinado de electroimanes con CD
 Los motores de CD poseen inductores para generar los campos magnéticos
necesarios para funcionar.
 Calentamiento por inducción electromagnética: Es un método para
suministrar calor en forma rápida, consistente, limpia controlable y eficiente
para distintas aplicaciones de manufactura, sobre piezas o partes metálicas
o de otros metales conductores de electricidad. Si se coloca un elemento de
material ferromagnético dentro de un campo magnético alterno, se inducen
corrientes eléctricas mayormente concentradas hacia la superficie,
denominadas corrientes parásitas o de Foucault. Estas corrientes se cierran
(neutralizan) dentro del mismo medio formando torbellinos, y son las
responsables de la generación de calor por el efecto Joule. El campo
magnético alterno también produce sucesivas magnetizaciones y
desmagnetizaciones en el material sometido al campo, que se traduce en
sucesivos ciclos de histéresis, los cuales también producen pérdidas de

5. energía electromagnética que se traducen en calor. Finalmente el calor se
difunde al seno del elemento por conducción.
2. Capacitores
Se llama capacitor a un dispositivo que almacena carga eléctrica. El capacitor
está formado por dos conductores próximos uno a otro, separados por un aislante,
de tal modo que puedan estar cargados con el mismo valor, pero con signos
contrarios.

6. Un capacitor está formado por dos placas metálicas o armaduras paralelas,
de la misma superficie y encaradas, separadas por una lámina no conductora o
dieléctrico. Al conectar una de las placas a un generador, ésta se carga e induce
una carga de signo opuesto en la otra placa. Por su parte, teniendo una de las placas
cargada negativamente (Q-) y la otra positivamente (Q+) sus cargas son iguales y
la carga neta del sistema es 0, sin embargo, se dice que el capacitor se encuentra
cargado con una carga Q.
Los capacitores pueden conducir corriente continua durante sólo un instante
(por lo cual podemos decir que los capacitores, para las señales continuas, es como
un cortocircuito), aunque funcionan bien como conductores en circuitos de corriente
alterna. Es por esta propiedad lo convierte en dispositivos muy útiles cuando se
debe impedir que la corriente continua entre a determinada parte de un circuito
eléctrico, pero si queremos que pase la alterna.
Los capacitores se utilizan junto con las bobinas, formando circuitos en
resonancia, en las radios y otros equipos electrónicos. Además, en los tendidos
eléctricos se utilizan grandes capacitores para producir resonancia eléctrica en el
cable y permitir la transmisión de más potencia.
Usos y Aplicaciones de los Condensadores
 En el caso de los filtros de alimentadores de corriente se usan para
almacenar la carga, y moderar el voltaje de salida y las fluctuaciones de
corriente en la salida rectificada.
 También son muy usados en los circuitos que deben conducir corriente
alterna pero no corriente continua.

7.  Los condensadores electrolíticos pueden tener mucha capacitancia,
permitiendo la construcción de filtros de muy baja frecuencia.
 Circuitos temporizadores.
 Filtros en circuitos de radio y TV.
 Fuentes de alimentación.
 Arranque de motores.
 Automóviles híbridos Por la eficiencia en el uso de la energía estos
dispositivos son un elemento prometedor para el desarrollo de medios de
transporte que combinen la energía solar con la proveniente de combustibles
fósiles. Su aprovechamiento se debe fundamentalmente a que permiten una
mejor descarga de energía durante la aceleración del vehículo. En la prueba
realizada en el 2000 para los nuevos autobuses de transporte de la NASA
que con el uso de condensadores se podía acelerar a 157 pies en 10
segundos con el mínimo de pérdidas de energía. Un desarrollo importante es
el uso de supercondensadores para el desarrollo de la unidad de apoyo
auxiliar (APU por sus siglas en inglés). Freightliner y Delphi demostraron su
uso en sistemas automotrices de pasajeros, aunque BMW argumenta que
hay poca sensibilidad para su regulación debido a las modificaciones hechas
a la gasolina para reducir la emisión de contaminantes, por lo que es viable
instalarlos en sistemas basados en hidrógeno.
 Apoyo energético Muchos proyectos en ingeniería, como el diseño de
elevadores, requieren de ciclos donde en una etapa se requiera una baja
descarga de energía y otros de una alta descarga (como cuando el elevador
desciende y asciende). Esta demanda requiere de sistemas que permitan
una regulación precisa de la energía suministrada y una alta capacidad de

8. almacenamiento de energía. De esta manera los supercondensadores
suministran la energía necesaria para subir el elevador sin necesidad de
sobrecargar la red eléctrica
 Aplicaciones de energía solar En aplicaciones de energía solar es necesario
estabilizar la tensión suministrado por las fotoceldas, por lo que se utilizan
supercondensadores de 2400 F dispuestos en paralelo para estabilizar el
suministro de energía eléctrica. De las fotoceldas generalmente se traslada
la diferencia de potencial a una válvula de regulación de descarga ácida.
Actualmente se estudia la manera de controlar la tensión a través de un
banco de supercondensadores que permite disminuir los picos de tensión y
proveer una corriente constante de 1.37 A por 45 segundos cada hora,
gracias al almacenamiento de energía en el condensador y su liberación
estable en un circuito equivalente RLC.
 Almacenamiento de energía Uno de los usos más extendidos de
supercondensadores es su uso en sistemas microelectrónicos, memorias de
computadoras y relojes y cámaras de alta precisión. Su uso permite mantener
el funcionamiento de los dispositivos durante horas e incluso días.
 Sistemas de transferencia de energía Una aplicación estudiada ampliamente
en la actualidad es el uso de supercondensadores en sistemas UPS unido a
sistemas de transferencia de energía acoplados por inducción (ICPT). Se
utilizan para facilitar la transferencia de energía, hacer más eficiente la carga
de energía eléctrica, permitiendo el aislamiento de los sistemas UPS para el
funcionamiento de sistemas eléctricos.
 Sistemas de transferencia de potencia: En el área de energía las propiedades
de los supercondensadores son de gran importancia para la transferencia de

9. energía. Los sistemas STATCOM (Compensadores Estáticos) son
dispositivos de la familia de los sistemas de transmisión de corriente flexible
alternante (FACTS), y se utiliza para el control de los picos de tensión en
sistemas eléctricos. Cuando se conectan con sistemas de transferencia de
potencia a elementos STATCOM, se produce una gran inductancia que
produce un incremento en la corriente y picos de tensión, por lo que es
necesario tener condensadores de gran capacitancia para compensar este
fenómeno. Su uso permite mantener una corriente constante y menores picos
de tensión para facilitar la transmisión de la energía eléctrica.
BIBLIOGRAFÍA
 http://dcb.fi-
c.unam.mx/users/rigelgl/Web_AdC/Recursos_multimedia_archivos/Capacito
res_inductores_B4.pdf
 http://www.monografias.com/trabajos100/boninas-y-capacitores/boninas-y-
capacitores.shtml