Los inductores tienen exactamente las características opuestas de los condensadores. Mientras que los condensadores almacenan energía en un campo eléctrico (producido por el voltaje entre dos placas), los inductores almacenan energía en un campo magnético ( producido por la corriente a través del cable). Por lo tanto, mientras que la energía almacenada en un condensador intenta mantener un voltaje constante a través de sus terminales, la energía almacenada en un inductor intenta mantener una corriente constante a través de sus devanados. Debido a esto, los inductores se oponen a los cambios en la corriente y actúan precisamente al contrario de los condensadores, que se oponen a los cambios en el voltaje. Un inductor completamente descargado (sin campo magnético), que tiene corriente cero a través de él, inicialmente actuará como un circuito abierto cuando se conecta a una fuente de voltaje (ya que trata de mantener la corriente cero), dejando caer el voltaje máximo a través de sus cables. Con el tiempo, la corriente del inductor aumenta hasta el valor máximo permitido por el circuito, y el voltaje del terminal disminuye de manera correspondiente. Una vez que el voltaje terminal del inductor ha disminuido a un mínimo (cero para un inductor “perfecto”), la corriente se mantendrá en un nivel máximo y se comportará esencialmente como un cortocircuito.
Cuando el interruptor se cierra por primera vez, el voltaje a través del inductor saltará inmediatamente al voltaje de la batería (actuando como si fuera un circuito abierto) y disminuirá a cero con el tiempo (eventualmente actuando como si fuera un cortocircuito ) El voltaje a través del inductor se determina calculando cuánto voltaje se cae a través de R, dada la corriente a través del inductor, y restando ese valor de voltaje de la batería para ver lo que queda. Cuando el interruptor se cierra por primera vez, la corriente es cero, luego aumenta con el tiempo hasta que sea igual al voltaje de la batería dividido por la resistencia en serie de 1 Ω. Este comportamiento es precisamente opuesto al del circuito resistor-capacitor serie , donde la corriente comenzó a un máximo y el voltaje del capacitor a cero. Veamos cómo funciona esto usando valores reales:
| Tiempo (segundos) | Voltaje de la batería | Voltaje del inductor | Actual |
|---|---|---|---|
| 0 | 15 V | 15 V | 0 |
| 0,5 | 15 V | 9.098 V | 5,902 A |
| 1 | 15 V | 5,518 V | 9,482 A |
| 2 | 15 V | 2.030 V | 12,97 A |
| 3 | 15 V | 0,747 V | 14,25 A |
| 4 | 15 V | 0,275 V | 14,73 A |
| 5 | 15 V | 0,101 V | 14,90 A |
| 6 | 15 V | 37,181 mV | 14,96 A |
| 10 | 15 V | 0,681 mV | 14,99 A |
Al igual que con el circuito RC, el enfoque del voltaje del inductor a 0 voltios y el enfoque de la corriente a 15 amperios a lo largo del tiempo es asintótico . Sin embargo, a todos los efectos prácticos, podemos decir que el voltaje del inductor eventualmente alcanzará 0 voltios y que la corriente eventualmente será igual al máximo de 15 amperios.
Nuevamente, podemos usar el programa de análisis de circuito SPICE para trazar esta disminución asintótica del voltaje del inductor y la acumulación de la corriente del inductor en una forma más gráfica (la corriente del inductor se representa en términos de la caída de voltaje a través de la resistencia, usando la resistencia como una derivación para medir la corriente):
Observe cómo el voltaje disminuye (a la izquierda de la gráfica) muy rápidamente al principio, y luego disminuye gradualmente a medida que pasa el tiempo. La corriente también cambia muy rápidamente al principio y luego se nivela a medida que pasa el tiempo, pero se acerca al máximo (derecho de escala) mientras que el voltaje se acerca al mínimo.
REVISIÓN:
- Un inductor completamente “descargado” (sin corriente a través de él) actúa inicialmente como un circuito abierto (caída de voltaje sin corriente) cuando se enfrenta con la aplicación repentina de voltaje. Después de “cargar” completamente al nivel final de corriente, actúa como un cortocircuito (corriente sin caída de voltaje).
- En un circuito de “carga” resistor-inductor, la corriente del inductor pasa de la nada al valor total mientras que el voltaje pasa del máximo a cero, ambas variables cambian más rápidamente al principio, acercándose a sus valores finales más y más lentamente a medida que pasa el tiempo.
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