Siguiendo con la serie de artículos sobre el análisis del comportamiento de distintas cargas en corriente alterna, veamos ahora que sucede cuando se conecta una inductancia, que puede ser la de un inductor comercial (una bobina) o cualquier bobinado como el de un motor, un contactor, el balasto de una lámpara, etc

La inductancia tiene una característica especial debido al comportamiento del campo magnético en su arrollado: siempre se opone a las variaciones de la corriente que la atraviesa. Esto hace que la corriente no varíe junto con la tensión sino que vaya retrasada respecto de la misma. Gráficamente esto se aprecia en la Fig. 1.

Fasores circuito L

Fig. 1. Tensión y corriente en un circuito con inductancia pura

A la izquierda se puede ver la representación vectorial y se aprecia la diferencia de fase entre Tensión y Corriente. En este caso, la corriente está atrasada 90 grados con respecto a la tensión.

En este simulador puedes ver cómo varían la tensión y la corriente

La inductancia presenta una oposición al paso de la corriente que se denomina Reactancia Inductiva (XL) cuyo valor depende del valor de la inductancia y de la frecuencia:

Reactancia inductiva

Donde f es la frecuencia en Hertz y L el valor de la inductancia en Henrios (H)

El fenómeno de la reactancia inductiva se da solamente en Corriente Alterna. De hecho, si en la fórmula anterior ponemos f=0 (Corriente Continua), nos queda que XL=0, lo que implica que la inductancia no opone ninguna resistencia a la CC.

La corriente eficaz que circula a través de la inductancia se puede calcular usando la ley de Ohm con la tensión eficaz aplicada y la reactancia inductiva:

Corriente circuito L

Si calculamos la potencia multiplicando V x I en cada punto de las ondas, el desfasaje entre ellas nos dará un resultado diferente al del circuito con resistencia, tal como se ve en la Fig. 2. En este caso, la potencia media es cero, porque tenemos la misma cantidad de valores positivos como negativos. Esto implica que en un circuito inductivo puro no hay consumo o gasto de potencia en forma de calor como en el circuito con resistencia. Sin embargo, la energía va y viene hacia y desde el inductor y se desarrolla una potencia llamada potencia reactiva (Q) que se mide en Volt Amper Reactivos (VAR).

Potencia en circuito L

Fig. 2. Potencia en un circuito con inductancia pura

La potencia reactiva se calcula a partir de la reactancia inductiva del inductor del circuito según la siguiente fórmula:

Formula potencia circuito L

Ejemplo:

Calcular la corriente que circula por el bobinado de un motor que tiene una inductancia de 0,2 henrios cuando es conectado a una tensión de 220 V eficaces y frecuencia de 50 Hz y la potencia reactiva sobre el mismo.

Solución:

Primero calculamos la reactancia inductiva:

XL = 2*π*f*L = 6,28*50 Hz * 0,2 H = 62,8 Ω

Ahora calculamos la corriente:

I = V/XL = 220V/62,8Ω =3,5 A

Finalmente, la potencia reactiva:

Q = XL*I2 = 62,8 Ω * (3,5 A)2 = 62,8 * 12,25 = 769,3 VAR (Volt Amper Reactivos)