Sé lo básico de la autoinducción y cómo un inductor crea una tensión / corriente que se opone al aumento o disminución de la corriente.
No puedo encontrar nada sobre cómo reacciona / bloquea ciertas frecuencias.
¿Puede alguien decirme cómo los inductores seleccionan o bloquean ciertas frecuencias?
La impedancia del inductor ideal está dada por:
$$ Z_L = j \ omega L = j2 \ pi f L $$
Esto significa que su impedancia (que puede interpretarse como "oposición actual") es proporcional a la frecuencia de la señal. Por lo tanto, actúa como cortocircuito a la corriente continua (\ $ f = 0 \ $, y \ $ Z = 0 \ $) y su impedancia aumenta linealmente con la frecuencia. Cuanto mayor sea la inductancia \ $ L \ $, mayor será el aumento ", más rápido".
Si está interesado en los antecedentes físicos de esto, dicho modelo de comportamiento se puede derivar de las ecuaciones de Maxwell , particularmente de la tercera ecuación (ley de inducción de Faraday).
En el siguiente circuito se ofrece una aplicación de ejemplo de uso de inductores en filtros:
Este es un filtro de paso bajo, con una frecuencia de corte dada por
$$ f_c = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {LC}} $$
Se pueden obtener otros tipos de filtros explorando las mismas propiedades (paso alto de cambio de L y C, paso de banda con otras topologías, etc.).
Si pones un voltaje en un inductor, tomará esa energía y comenzará a "enrollar" el campo magnético que lo rodea. El campo magnético no puede terminar para siempre. Se "enrolla" y la tensión es proporcional a la derivada de la corriente. $$ V_L = L \ frac {dI} {dt} $$ Esto también significa que las frecuencias más altas no pasarán a través del inductor porque el campo magnético impedirá un cambio repentino.
Un inductor no "selecciona o bloquea ciertas frecuencias". El voltaje a través de él es la derivada en el tiempo negada de la corriente que se le aplica multiplicada por una constante (la inductividad).
El tiempo negado derivado de sin (2 pi ft) es - 2 pi f cos (2 pi ft), por lo que obtienes un cambio de fase de 90 grados, y un factor dependiente de la frecuencia de - 2 pi f.
Tomados en conjunto, se llama a esto una impedancia compleja de 2 pi j f L (siendo j el nombre de los ingenieros para sqrt (-1), ya que i ya se toma para las corrientes).
Esto solo favorece la admisión de frecuencias más altas, pero no señala ninguna frecuencia. Para seleccionar realmente las frecuencias, debe combinar el inductor con otros componentes. Los resistores siempre están involucrados en circuitos reales (cualquier elemento no superconductor tiene resistencia finita). Pero para obtener una selectividad real con componentes pasivos, también necesita trabajar con condensadores.
Si coloca un inductor y un capacitor en serie, habrá una frecuencia en la que los voltajes a través del capacitor y el inductor, dada la misma corriente, se cancelarán. Esto formará efectivamente un cortocircuito para esta frecuencia, admitiendo corrientes arbitrarias para un pequeño voltaje aplicado, básicamente solo limitado por la resistencia parásita. Los voltajes individuales a través del inductor y el condensador seguirán siendo grandes, lo que requerirá que se especifiquen en consecuencia.
De manera similar, si pone un inductor y un capacitor en paralelo, habrá una frecuencia en la que las corrientes a través del capacitor y el inductor, dado el mismo voltaje, se cancelarán. Esto bloqueará efectivamente las corrientes para esta frecuencia. Nuevamente, el inductor y el condensador aún tendrán que soportar la corriente a través de los componentes individuales, aunque la corriente neta será casi cero.
Los filtros especializados en una sola frecuencia (ya sea que la admitan o la bloqueen) se pueden hacer muy selectivos con pocos componentes, siempre que esos componentes estén cerca de los capacitores / inductores ideales sin grandes resistencias parásitas. Sin embargo, las redes cruzadas (como las que se usan en los altavoces) tienen una banda de paso completa y una banda de parada en lugar de las frecuencias individuales para dejar pasar o bloquearse. En esta situación, necesitará más componentes para transiciones más nítidas, independientemente de la calidad de los componentes.
Para propósitos de filtrado de HF, los inductores son los componentes más conspicuos y los que se usan para afinar los filtros (al atornillar el núcleo del ferrit más hacia adentro o hacia afuera). Pero tampoco harán el truco si no acompañan los condensadores.
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