El documento describe las características fundamentales de bobinas y condensadores. Las bobinas se oponen a los cambios en la corriente eléctrica y almacenan energía en campos magnéticos. Los condensadores están compuestos de placas conductoras separadas por un dieléctrico y almacenan energía en campos eléctricos. Ambos son elementos pasivos cuyas propiedades se describen mediante las constantes de circuito inductancia y capacitancia.

1. Bobinas y Condensadores
Laboratorio de Autotrónica II
Esteban Kagelmacher

2. BOBINAS
• Una bobina es un componente eléctrico que
se opone a los cambios en la corriente
eléctrica. Está compuesta de un arrollamiento
de hilo metálico alrededor de un núcleo de
soporte cuyo material puede ser magnético o
no magnético.

3. • El comportamiento de las bobinas esta basado
en fenómenos asociados con los campos
magnéticos. Las fuentes de los campos
magnéticos son las cargas en movimiento, es
decir, la corriente eléctrica. Si la corriente
varía con el tiempo, el campo magnético
también lo hace.

4. • Un campo magnético que varia con el tiempo
induce una tensión en cualquier conductor
que se encuentre en dicho campo.

5. • El parámetro de circuito denominado
inductancia relaciona la tensión inducida con
la corriente.

6. • La inductancia es el parámetro de circuito
utilizado para describir las bobinas. La
inductancia se simboliza mediante la letra L,
se mide en henrios (H) y se representa
gráficamente mediante un hilo arrollado, lo
que sirve de recordatorio de que la
inductancia es una consecuencia de la
presencia de un conductor dentro de un
campo magnético.
V= L di
dt
v se mide en volts, L en henrios, i en amperes
y t en segundos.

7. a) Símbolo grafico de una bobina con una
inductancia de L henrios.
b) Asignación de la tensión y la corriente de
referencia a la bobina, según el convenio de
signos pasivo.

8. • La tensión en bornes de los terminales de una
bobina es proporcional a la velocidad de
variación de la corriente que atraviesa la
bobina.

9. • Si la corriente es constante, la tensión en
bornes de una bobina ideal es cero.
– Si una bobina se comporta como un cortocircuito
en presencia de una corriente continua o
constante.
– Si la corriente no puede cambiar de manera
instantánea en una bobina, es decir, la corriente
no puede cambiar un cierto valor finito en un
tiempo cero.

10. • Por ejemplo, cuando alguien abre un
interruptor (conmutador) en un circuito
inductivo es un sistema real, la corriente
continua fluyendo inicialmente por el aire a
través del interruptor, esto se denomina arco
voltaico, esta descarga a través del interruptor
evita que la corriente caiga a cero
instantáneamente.

11. POTENCIA Y ENERGIA EN UNA BOBINA
• Si la referencia de la corriente está en la dirección de la caída de
tensión entre los terminales de la bobina, la potencia será:
P= vi
• Si expresamos la tensión de la bobina en función de la corriente
que la atraviesa:
P = Li di
dt
• Energía de una bobina:
w = 1 Li2
2
W en joules.

14. CONDENSADORES
• Es un componente eléctrico compuesto de dos
conductores separados por un aislante o
material dieléctrico. El condensador es el
único dispositivo, además de las baterías, que
puede almacenar carga eléctrica.

15. • El comportamiento de los condensadores está
basado en fenómenos asociados con los
campos eléctricos. La fuente de los campos
eléctricos es la separación de las cargas o
tensión.

16. • Si la tensión varia con el tiempo, el campo
eléctrico también lo hace. Un campo eléctrico
que varia con el tiempo produce una corriente
de desplazamiento en el espacio ocupado por
el campo.

17. • El parámetro de circuito denominado
capacidad relaciona la corriente de
desplazamiento con la tensión, siendo la
corriente de desplazamiento igual a la
corriente de conducción en los terminales del
condensador.

18. • La energía puede almacenarse tanto en
campos eléctricos como en campos
magnéticos, es por esto que las bobinas y los
condensadores son capaces de almacenar
energía.

19. • Ejemplos: puede almacenarse energía en una
bobina y luego liberarla para generar una
chispa de descarga. También puede
almacenarse energía en un condensador y
luego liberarla para iluminar el flash de una
cámara fotográfica.

20. • En las bobinas y condensadores ideales, sólo
se puede extraer una cantidad de energía
igual a la que haya sido almacenada. Puesto
que las bobinas y condensadores no pueden
generar por si mismos energía, se los clasifica
como elementos pasivos.

21. • El parámetro de circuito de la capacidad está
representado por la letra C, se mide en
faradios (F) y se simboliza gráficamente
mediante dos cortas placas paralelas
conductoras. Ya que el faradio es una cantidad
extremadamente grande de capacidad, los
valores prácticos de los condensadores suelen
estar en el rango de los picofaradios (pF) o
microfaradios (µF).

22. • El símbolo grafico de un condensador es un
recordatorio de que siempre existe una capacidad
cuando hay conductores eléctricos separados por
un material dieléctrico o aislante. Esta condición
implica que la carga eléctrica no es transportada
a través del condensador. Aunque aplicar una
tensión a los terminales del condensador no
puede hacer que una carga se desplace a través
del dieléctrico, si puede desplazar una carga
dentro del dieléctrico.

23. • A medida que varia la tensión con el tiempo,
el desplazamiento de carga también lo hace,
provocando lo que se conoce con el nombre
de corriente de desplazamiento.

24. (a) Símbolo de circuito para un condensador.
(b) Asignación de la tensión y la corriente de referencia al
condensador, según el convenio de signos pasivo.
• En los terminales, la corriente de desplazamiento es
indistinguible de una corriente de conducción.
• La corriente es proporcional a la tasa con que varia a lo
largo del tiempo la tensión en el condensador;

27. Curva de Carga y Descarga de un
Condensador

28. I = C (dv/dt)
Donde i se mide en amperios, C en faradios, v
en voltios y t en segundos.
La corriente de referencia está en la dirección
de la caída de tensión en bornes del
condensador. Si la corriente de referencia
estuviera en la dirección del incremento de
tensión, la ecuación se escribiría con un signo
menos.

29. Se pueden hacer 2 observaciones:
- La tensión no puede cambiar
instantáneamente entre los terminales de un
condensador, esto produciría una corriente
infinita, lo cual es imposible.
- Si la tensión entre terminales es constante, la
corriente en el condensador es cero. Solo una
tensión que varié en el tiempo puede
provocar una corriente de desplazamiento.
Así, los condensadores se comportan como
circuitos abiertos en presencia de una tensión
constante.

30. • Ecuación de la potencia para un condensador
p= vi = Cv(dv/dt)
• Ecuación de la energía de un condensador
w= 1 Cv2
2
• El condensador en el sistema de encendido
convencional (platinos), sirve para absorber la
chispa que se produce en los contactos del ruptor
en el momento de la apertura, evitando que se
quemen.
• Otra función importante del condensador es que
disminuye considerablemente el tiempo que dura
el corte de la corriente eléctrica en la bobina,
elevando el voltaje.
• El condensador en el circuito de encendido se
conecta en paralelo con el ruptor.

31. Combinación Serie-Paralelo de bobinas
y condensadores
• Al igual que las combinaciones serie-paralelo
de resistencias pueden reducirse a una única
resistencia equivalente.