Spulen

Dr.-Ing. Peter Strassacker
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Las bobinas son componentes eléctricos que, al igual que los condensadores, almacenan energía.

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calculadora de bobinas

La bobina está formada por un conductor eléctrico arrollado en espiral. El material conductor es, por norma general, alambre de cobre que se arrolla en un cuerpo de material plástico. Al pasar la corriente eléctrica por el conductor, en el entorno de éste se genera un campo magnético dotado de una energía determinada. Cuánta mayor sea la cantidad de espiras y el diámetro de la bobina, tanto mayor será la energía que almacene la bobina al aplicarse un voltaje determinado.

¿Cómo se indica la energía almacenada?

La energía E almacenada en la bobina depende de la inductancia L de la misma y de la intensidad de corriente circulante I, al cuadrado: E = 0,5*L*I2. A un intensidad de corriente determinada, la bobina almacenará más energía cuanto mayor sea su inductancia.

La unidad de medida correspondiente es el henrio o H, del cual, por cierto, solo se requieren milésimas, o mH.

¿Qué relación existe entre lo arriba descrito y los altavoces?

Si por una bobina circula una corriente con una determinada intensidad, se creará en torno al conductor un campo magnético, en proporción al amperaje en cuestión. Si la tensión disponible en la bobina no es suficiente, el campo magnético se generará lentamente y la intensidad de la corriente que circula por la bobina también tardará en subir. Dicho de otra manera: la corriente que atraviesa la bobina está conectada a un campo magnético. Ambos factores se generan de forma lenta, para lo cual se requiere que en la bobina exista una determinada tensión. Ante un cambio en la intensidad de la corriente, la bobina absorberá o emitirá energía, existiendo en ella en ambos casos una determinada tensión, que retardará dicho cambio. Si un altavoz se conecta en serie con la bobina, está tendrá un efecto retardador de los cambios rápidos de la tensión. A altas frecuencias, la bobina necesita la totalidad de la tensión para invertir su magnetización. En este caso, al altavoz no llegará tensión.

Algo muy distinto ocurre si la bobina se conecta en paralelo al altavoz: Ante cambios rápidos de la intensidad o del voltaje, la bobina invertirá su campo magnético, dejando pasar la corriente alterna. En este caso la bobina actuará como un filtro que, en altavoces conectados en paralelo, permite el paso de oscilaciones de alta frecuencia.

¿Cómo es la bobina ideal?

La bobina ideal es la que reúne las cualidades arriba descritas, siendo capaz de almacenar energía sin consumirla y de funcionar sin pérdidas, es decir, sin generar, calor. Sin embargo, no existe, en realidad, ningún componente eléctrico que sea ideal. La calidad conductiva del alambre de la bobina no es ilimitada, por lo que convierte energía en calor. Asimismo la inversión de la magnetización da origen a pérdidas del sobre todo si en el entorno se hallan materiales conductores (pérdidas corrientes parásitas) o magnéticamente activos (histéresis magnética).

¿Qué tipos de bobinas existen y cuáles son sus propiedades?

En lo que respecta al núcleo de las bobinas, éste puede ser de aire o de material ferromagnético. Tratándose de estos últimos, las espiras se pueden arrollar sobre núcleos abiertos o cerrados. A continuación procederemos a enumerar los tipos de bobinas en orden progresivo según su calidad:

¿Con qué finalidad se usan los diversos tipos de bobina?

En el siguiente cuadro se presenta un sumario de los tipos de bobina y sus propiedades:
 
Tipo de bobina Pérdidas caracterís-
ticas (f=1kHz y 20 C)
Tamaño Precio Aplicación
enequipos PA
Aplicación en
equipos estándar
Aplicación en equipos
de alta gama
Inducción de
saturación B
Con núcleo de aire

En este tipo, las bobinas de lámina Mundorf destacan por su extraordinaria calidad superando ampliamente al resto en cuanto a la respuesta de impedancia, las vibraciones y el efecto de microfonía.

bajas grande medio paralelo
al tweeter
en paralelo
al tweeter
en serie
con el subwoofer
o en paralelo
al tweeter
      -
Bobinas con núcleo de hierro
(en “i“, BS, de trasformador)
? pequeño bajo en serie
con el subwoofer
o en paralelo
al tweeter
Corrección
de impedancia
    - 2,3 Tesla
Bobinas con núcleo de
ferrita (Bobinas HQ)
? medio medio en serie con
el subwoofer
o en paralelo
al tweeter
en serie con
el subwoofer
o en paralelo
al tweeter
Corrección
de impedancia
0,5 Tesla

Cabe señalar que, a menudo, el uso de bobinas de bajo ohmiaje no supone ninguna ventaja si se dispone de un divisor de frecuencia optimizado para una bobina de alto ohmiaje, ya que en este caso sería necesario adaptar el divisor de frecuencia a la pieza de mayor calidad. Un nuevo ajuste resulta adecuado si se sustituyen bobinas con núcleo magnético por bobinas de aire. El efecto positivo de esta medida se refleja también en la reducción de las distorsiones que se puede conseguir.

¿Qué resistencia debe tener una bobina ideal?

La resistencia del condensador depende la frecuencia y no es equiparable a la resistencia normal. Los valores respectivos se pueden estimar en base al cálculo de la denominada reactancia:
Z = = 2 * π * frecuencia * L
donde L =inductancia, f=frecuencia y π =3,141...

Ejemplo

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sean f=100 Hz y L=1mH (m = milésima):
Z = 6,28 * 100 Hz * 0,001 H = 0,628 Ohm