El tiempo de carga y el tiempo de descarga para un
inductor dependen del circuito en el cual el inductor esté operando o
funcionando. Dichos tiempos van a depender del valor de inductancia del inductor,
el cual es su valor característico en términos de su capacidad para almacenar
corriente (la cual se mide en unidades de Voltios/Amperes/seg. o
mejor conocidas como Henrios) y de la resistencia que esté conectada al
inductor al momento de la carga o de la descarga del mismo. De esta manera,
normalmente este tiempo se calcula con L/R, lo que se conoce como la constante de tiempo (t) para carga o
descarga de un inductor. En los inductores, el tiempo de carga y el tiempo de
descarga normalmente son diferentes por el tipo de circuito utilizado. Otro
detalle es que la carga del inductor puede ser completa (su corriente llega al
valor máximo posible) o puede ser parcial (su corriente llega a cierto valor el
cual no es el máximo posible).
Circuito básico para carga
y descarga de un inductor:
El interruptor en la posición 1 representa el circuito
de carga y el interruptor fuera de la posición 1 representa el circuito de
descarga. En este caso, cuando el interruptor se conecta a la fuente de
voltaje, como la resistencia R2 queda en paralelo a la fuente de
voltaje, entonces se toma el voltaje entre dichos puntos donde está la
resistencia R2 como el voltaje aplicado al inductor.
Expresiones matemáticas durante el tiempo de carga de un inductor:
La expresión matemática
utilizada para representar la corriente de un inductor durante el tiempo de
carga es la siguiente:
En dicha expresión, E/R
representa la corriente máxima (Imax.) al cual se puede cargar el
inductor, donde su valor normalmente dependerá del voltaje aplicado al circuito
(E) y de la resistencia (R) a través de la cual se cargará el inductor. La
variable t es la
constante de tiempo para la carga del inductor (t =L/R) y la variable t
es el tiempo. Para la carga de inductor, normalmente el tiempo se va tomando
con referencia a la constante de tiempo (t) y de esta manera se
va registrando el tiempo cada t de tiempo
que transcurra (t = 0, t = 1t, t = 2t, t = 3t,…). Por lo general, se
toma el tiempo hasta un valor igual a 5t, ya que para dicho
tiempo el inductor debe haber llegado prácticamente a su corriente máxima, o
sea, debe haberse prácticamente cargado completamente. Si estos valores de
tiempo se sustituyen en la expresión matemática, entonces se obtienen ciertos
valores que pueden ser utilizados directamente para calcular o determinar la
corriente del inductor para cada tiempo.
Esto demuestra que
durante un tiempo de carga de 5t, para un
inductor, su corriente va aumentando desde 0A hasta una corriente prácticamente
igual a la corriente máxima del circuito (E/R).
La expresión matemática
utilizada para representar el voltaje de un inductor durante el tiempo de carga
es la siguiente:
En dicha expresión, E
representa el voltaje máximo al cual se puede cargar el inductor, donde su
valor normalmente es el voltaje aplicado al circuito. La variable t es la constante de tiempo
para la carga del inductor (t = L/R) y la
variable t es el tiempo. Nuevamente, el tiempo se va tomando con referencia a
la constante de tiempo (t) y de esta
manera se va registrando el tiempo cada t de tiempo que
transcurra (t = 0, t = 1t, t = 2t, t = 3t,…). En este caso, lo
que ocurre con el voltaje en el inductor es un comportamiento inverso al de la
corriente. Inicialmente el inductor tiene un valor máximo de voltaje (E) cuando
se conecta el circuito y cuando va transcurriendo el tiempo de carga del
inductor su voltaje va disminuyendo ya que la razón de aumento en la corriente
del inductor también va disminuyendo. Por lo general, se toma el tiempo hasta
un valor igual a 5t, ya que
para dicho tiempo el inductor debe haber llegado prácticamente a su voltaje
mínimo (con respecto a la corriente ha llegado a su corriente máxima cuando se
completa el tiempo de carga). Si estos valores de tiempo se sustituyen en la
expresión matemática, entonces se obtienen ciertos valores que pueden ser
utilizados directamente para calcular o determinar el voltaje del inductor para
cada tiempo.
Esto demuestra que
durante un tiempo de carga de 5t, para un
inductor, su voltaje va disminuyendo desde un voltaje máximo de E hasta un
voltaje prácticamente igual a 0V.
