Energía magnética en un circuito RL
Una bobina se opone a cambios bruscos de corriente
Un inductor es una bobina que guarda energía en un campo magnético y se opone a cambios de corriente; L representa su inductancia. RL significa Resistor Inductor: circuito de resistencia e inductor. Un milihenrio (mH) es una milésima de henrio, un milisegundo (ms) una milésima de segundo y un milijulio (mJ) una milésima de julio de energía.
MESA DE EXPERIMENTOS
Cambia los ajustes del circuito, predice las lecturas y comprueba un reto. Son modelos educativos; cada lección explica sus supuestos.
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Por qué funciona
Bobina ideal inicialmente sin energía, tras un escalón de tensión. El tiempo elige un instante de medida, no un reloj real; se omiten resistencia de devanado, saturación magnética y picos al apagar.
Vs es tensión aplicada, R resistencia en serie, L inductancia y t tiempo desde encendido. τ = L/R; I(t) = Vs/R × (1 − exp(−t/τ)); exp es la función exponencial. Tensión de bobina = Vs × exp(−t/τ); energía E = ½LI².
Dificultad
Construye · Monta el circuito
Enciende con 5 V, 100 Ω, 100 mH y 1 ms. Lee unos 31.606 mA.
¿Necesitas una pista?
Vs = 5 V; R = 100 Ω; L = 100 mH; t = 1 ms → 31.606 mA
Explora · Cambia una variable
Con 5 V, 100 Ω y 100 mH, elige un tiempo que dé al menos 49 mA y tensión de bobina máxima 0.1 V.
¿Necesitas una pista?
Vs = 5 V; R = 100 Ω; L = 100 mH; t = 4 ms → 49.084 mA; 0.092 V
Resuelve · Resuelve el reto
Con 5 V, 50 Ω y 200 mH, elige un tiempo para 62–64 mA y energía almacenada 0.38–0.42 mJ.
¿Necesitas una pista?
Vs = 5 V; R = 50 Ω; L = 200 mH; t = 4 ms → 63.212 mA; 0.400 mJ
Lecturas adicionales y recetas de circuitos
Una bobina se opone a cambios bruscos de corriente
Un patrón útil
Tras una constante de tiempo, la corriente alcanza aproximadamente el 63.2% del valor final. Tras cinco, supera el 99%.
Fuera del modelo
Al apagar, una bobina real intenta mantener la corriente. La protección contra sobretensión inductiva ofrece un camino para ella; este modelo no simula el pico.
Un error que conviene evitar
El inductor se opone a los cambios de corriente, no a la corriente constante. Su tensión ideal tiende a cero al estabilizarse.
Solo se duplica la inductancia, con alimentación y resistencia iguales. La corriente final…
- se duplica
- es igual, pero crece más despacio
- se divide por dos
Leer más
La corriente final es Vs/R; L/R se duplica, por lo que la subida tarda más.