Comportamiento real de los componentes (Parte I)

Published On Mar-07-2017

Transcripción

Todos los análisis que hemos realizado hasta ahora, se basan en la suposición de que los componentes electrónicos utilizados tienen un comportamiento real. En la práctica, todos los componentes electrónicos tienen un comportamiento que se aleja, en distintas medidas, del comportamiento ideal. En algunos casos, esto podría ser despreciable, mientras que, en otros, podría ser algo significativo. A continuación, estudiaremos las herramientas más importantes que nos permitan cuantificar qué tanto se aleja el comportamiento real, del ideal.

Inductores

Un inductor ideal es aquel que almacena energía en un campo magnético sin ninguna pérdida. Los inductores suelen fabricarse con un buen alambre aislado de un buen conductor, como el cobre, enrollado sobre sí mismo para formar una bobina.

Inevitablemente, la bobina producirá una cierta cantidad de “inductancia propia”, dependiendo de las dimensiones y geometría exacta de la bobina. Esta inductancia suele aumentar proporcionalmente al cuadrado del número de vueltas en la bobina.

Adicionalmente, la magnitud de la inductancia es afectada dramáticamente por el material en el centro de la bobina. Si se trata de un material ferromagnético, la inductancia aumentará considerablemente. Tanto el alambre de la bobina como el centro ferromagnético, producirán ciertas pérdidas de energía debido a las corrientes inducidas en el centro por el campo magnético variable y la transformación de energía eléctrica en calórica.

Un modelo para representar un inductor real consiste en un inductor ideal combinado en serie con un resistor ideal, el cual representará la pérdida de energía total en el inductor. Las magnitudes de ambos componentes deben representar el comportamiento real del inductor.

Figura 3.14. Modelo para la representación de un inductor real

Capacitores

Un capacitor ideal es aquel que almacena energía en el campo eléctrico que existe entre las dos placas conductoras que conforman el capacitor, separadas por un dieléctrico. Decimos que la energía almacenada es energía potencial, ya que esta es proporcional al cuadrado de la carga estática de los conductores.

El dieléctrico cumple dos funciones principales. En primer lugar, sirve como aislante entre las dos placas. En segundo lugar, la polarización de las moléculas mismas que lo conforman aumenta la capacidad de almacenar energía del capacitor.

Ahora bien, en la práctica, los dieléctricos no son aislantes perfectos. Esto, en conjunto con el proceso de polarización de sus moléculas, produce pérdidas de energía. No obstante, es posible construir capacitores que se acerquen más al comportamiento ideal, que construir inductores que se acerquen a este mismo rendimiento.

Por lo tanto, un modelo sencillo para la representación de un capacitor real, consiste en un capacitor ideal, combinado en paralelo con una inductancia ideal. La magnitud de ambos debe representar el comportamiento real del capacitor.

Figura 3.15. Modelo para la representación de un capacitor real

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