Reactancia inductiva: frecuencia vs corriente. ¿Por qué la corriente llega a cero a medida que aumenta la frecuencia?

Una forma de ver esto es que el inductor es una resistencia de frecuencia variable (no del todo, ya que también hay un cambio de fase, pero eso no es importante para este punto). Cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será la resistencia. Con el mismo voltaje, el inductor consume menos corriente a frecuencias más altas.

Una forma totalmente diferente de pensar en esto es visualizar lo que está haciendo el inductor, volviendo a cómo funcionan los inductores. Si aplica un voltaje fijo a través de un inductor, la corriente aumentará linealmente. Dicho de otra manera, se necesita tiempo para que se acumule la corriente. Ahora imagina que sigues cambiando las polaridades del voltaje. La corriente se acumula linealmente en una dirección. Cuando el voltaje cambia, la corriente luego disminuye linealmente a 0, luego aumenta a una magnitud cada vez mayor en la otra dirección mientras persista el voltaje. Dicho de otra manera, la corriente máxima es una función de cuánto tiempo mantiene el voltaje antes de cambiar.

Ahora considere que AC es como el voltaje de cambio. Las frecuencias más altas significan cambios más rápidos, lo que significa que la corriente tiene menos tiempo para cambiar entre cambios. A medida que aumenta la frecuencia, el inductor tiene menos tiempo para acumular corriente entre vueltas y la magnitud promedio de la corriente será menor.

Para explicarlo también en el nivel físico real: cualquier corriente en una bobina provoca un campo magnético. En el caso de la corriente continua, el campo magnético no tiene más efectos, pero una corriente alterna también hará que el campo cambie todo el tiempo, y eso provoca un voltaje inducido en esos mismos devanados de la bobina, proporcional a la derivada del tiempo. del campo magnético, es decir, proporcional a$I\cdot f$.

Pero ahora, en su aplicación, la amplitud del voltaje en realidad está limitada por el suministro, por lo que la única forma en que se puede cumplir la ley a frecuencias muy altas es si la corriente se mantiene muy pequeña. Cualquier sustancial$I$causaría$I\cdot f$y por lo tanto el voltaje a explotar hacia el infinito, en el límite de alta frecuencia.

Idealmente, un inductor es un alambre de bobina cuya resistencia es cero. Por lo tanto, a frecuencia cero (corriente continua) el inductor no se opone a la corriente.
El voltaje en el inductor, suponiendo que la inductancia del mismo es constante, viene dado por

$v_L = L\,\dfrac{di}{dt}$

es decir, el voltaje a través del inductor depende de la tasa de cambio de corriente a través de él .

Cuanto mayor sea la frecuencia, mayor será la tasa de cambio y mayor será el voltaje a través del inductor. En el caso límite de frecuencia infinita, la tasa de cambio es infinita y, por lo tanto, el inductor se comporta como un circuito abierto.

Si comprende que los capacitores son más o menos lo contrario de los inductores , y puede comprender que para un capacitor, la corriente se reduce a cero cuando la frecuencia se reduce a cero, es posible que se encienda una bombilla.

Los condensadores parecen ser más intuitivos para la mayoría de las personas.