Lo primero a tener en cuenta para la comprensión de que es reactancia inductiva; debemos conocer primero una de las leyes más famosas la Ley de Ohm. Esta ley de Georg Simon proporciona una relación empírica; la cual describe un comportamiento la cual dependerá de factores como los conductores de electricidad. Según esta ley, la corriente que fluye por un conductor es directamente proporcional al voltaje a través del conductor. La ley de ohm es muy usada en varios campos y fenómenos físicos; como en el caso del electromagnetismo. Lo mismo pasa cuando se trabaja con inductores de AC(corriente alterna), se usa la ley de ohm, donde la resistencia es denominada como reactancia inductiva en vez de resistencia.
Como se Produce la Reactancia Inductiva
Al aplicar una tensión(V) al inductor, en este se inducirá una corriente a través del propio inductor. Pero esta corriente no es provocada instantáneamente; sino que va creciendo rápidamente a una velocidad definida por los valores autoinducidos del mismo inductor. Pero esta corriente inducida estará limitada; por las propiedades resistivas presentes en el devanado de la bobina del inductor. Aquí también se aplica la Ley de Ohm. Cuando tenemos un inductor conectado al circuito de AC(corriente alterna), el flujo de la corriente se comportara de manera muy diferente.
Por el suministro sinusoidal se produce una diferencia de fase entre el voltaje y la forma de onda de la corriente. Cuando se usa fuente AC para la bobina del inductor, además de la inductancia de la bobina, la corriente también debe oponerse a la frecuencia en forma de onda de la AC. Esta resistencia opuesta generada por la corriente en el inductor mientras está conectado en un circuito de AC se denomina resistencia inductiva.
Significado y Símbolo de la Reactancia Inductiva
La reactancia inductiva es la resistencia que enfrenta el flujo de corriente en el inductor cuando se suministra voltaje de AC. Sus unidades de medición son similares a las unidades de resistencia. El símbolo de la reactancia inductiva es (XL). La onda de corriente tiene un retraso 90 grados con respecto al inductor de voltaje; al tener el valor para cualquiera de las cantidades, la otra se puede calcular fácilmente. Teniendo el conocimiento de un voltaje determinado, tendremos que por medio del desplazamiento negativo de 90 grados; por la forma de onda del voltaje se puede derivar la forma de onda de la corriente.
Que es Inductancia y Reactancia
Inductancia: es la propiedad que tiene un material para inducir un voltaje en él; cuando se encuentra un cambio en el flujo de corriente dentro del mismo. El símbolo de la inductancia es (L). Un inductor ideal tiene valor de resistencia cero.
Reactancia: es la propiedad de los materiales eléctricos que se opone al cambio de corriente. Es similar al principio de resistencia eléctrica, pero su diferencia radica en que la reactancia no disipa la energía en forma de calor. La energía se almacena como un valor de reactancia y es devuelta al circuito. Las unidades de reactancia son en Ω(ohm) y se indica con el símbolo (X) para diferenciarla de la resistencia. Una resistencia ideal tiene valor de reactancia cero.
Derivación de fórmulas de reactancia inductiva
En un circuito inductivo de AC debido a la diferencia que hay entre fase, la forma de onda de corriente LAGS la forma de onda de voltaje aplicada en 90 grados. Si la forma de onda de voltaje(V) está en 0 grados, la forma de onda de corriente(I) estará en -90 grados(ver en la gráfica). El inductor se coloca en un circuito inductivo; a través del suministro de voltaje de corriente alterna.
La fuerza electromotriz o voltaje inducido(fem); autoinducida en el inductor irá aumentando y disminuyendo gradualmente con el aumento y la disminución de la frecuencia de la tensión de alimentación. La fem autoinducida es directamente proporcional a la tasa de cambio de corriente en la bobina del inductor. La tasa de cambio más alta ocurre cuando la forma de onda del voltaje de suministro cruza del semiciclo positivo a un semiciclo negativo.
En la gráfica vemos como el ciclo de la corriente(I) se atrasa con respecto al ciclo del voltaje(V). Este desfase provoca que si el voltaje está en 0 grados, entonces la corriente estará en -90 grados con respecto al voltaje(ver gráfica superior). Por lo tanto, cuando se consideran las formas de onda sinusoidales, la forma de onda de voltaje VL se puede clasificar como una onda sinusoidal y la forma de onda de corriente IL como una onda de coseno negativa.
Para definir la corriente en un punto dado:
IL = Imáx . sin(ωt – 900), ω está en radianes y t en segundos
La relación de voltaje y corriente en el circuito inductivo da el valor de la reactancia inductiva X L
Por lo tanto, XL = VL / IL ohmios = ωL = 2πfL ohmios
La letra L es la inductancia, la letra f es de frecuencia y 2πf = ω
Con la derivación puede verse; que la reactancia inductiva es directamente proporcional a la frecuencia (f) y la inductancia (L) en el inductor. Aumentando la frecuencia de voltaje o la inductancia de la bobina; también incrementara la reactancia del circuito. Proporcionalmente que la frecuencia aumente hasta el infinito; la reactancia inductiva también aumentará hasta el infinito actuando igual a un circuito abierto. Para una caída en la frecuencia a cero, la reactancia inductiva también disminuye a cero, actuando como lo hace un cortocircuito principio.
Ejemplo del cálculo
Un ejemplo práctico para realizar el cálculo de la reactancia inductiva antes vista. Tenemos un inductor con una inductancia de 200 mH y con resistencia cero; la cual está conectado a través de una fuente de voltaje de 100 V. La frecuencia de suministro de voltaje es de 50 Hz. Calcule la reactancia inductiva y la corriente que fluye a través del inductor.
Reactancia inductiva
XL = 2πfL = 2π × 50 × 0,20 = 76,08 Ω(ohmios)
Actual
YoL = VL / XL = 100 / 76,08 = 1,31 A(amperes)
Resumen
El término reactancia se encuentran en los circuitos inductores y condensadores. El valor de reactancia en estos circuitos conlleva a una pérdida de la corriente a través de ellos. En los sistemas de energía eléctrica, esto limitará la capacidad de energía de las líneas de transmisión de AC. Aunque la corriente todavía fluye en tales situaciones, las líneas de transmisión se calentarán y no habrá un óptimo consumo de energía. Por lo cual es muy importante prevencion y correccion de la reactancia inductiva de los circuitos.