Los inductores funcionan gracias a su forma de espiral la cual aprovecha una mezcla de tres reglas o leyes que relacionan las corrientes eléctricas con los campos magnéticos así que vamos a analizar cada una de ellas por separado y luego veremos su funcionamiento conjunto.
La primera de ellas la descubrió Hanz Christian Oersted y es que una corriente eléctrica, es decir, el movimiento de los electrones a través de un conductor es capaz de generar un campo magnético y debido a esta relación dependiente entre ambas características es que también se usa comúnmente el término campo electromagnético.
Una forma de recordar la dirección de este campo electromagnético es utilizando la regla de la mano derecha, en la cual, si apuntamos nuestro pulgar en la dirección de la corriente entonces la dirección en que apuntan el resto de nuestros dedos será la misma que la del campo magnético.
Generado, aunque tengan cuidado con esta parte porque si bien en la mayoría de mis vídeos represento la corriente eléctrica con electrones que poseen carga negativa y se mueven del polo negativo de una fuente de voltaje hacia el polo positivo ya que podríamos decir que técnicamente es la forma más correcta.
Aquí usaremos la dirección de la corriente convencional, es decir, representando cargas positivas moviéndose en la dirección contraria. No es una gran diferencia, pero afecta el resultado al aplicar la regla de la mano derecha.
La segunda ley es la ley de inducción electromagnética de Michael Faraday la cual nos dice en términos simples que la variación de un campo magnético puede inducir un voltaje tal como lo vimos en el capítulo sobre generadores eléctricos donde al mover un imán de manera cíclica cerca de un cable se generaba una corriente alterna, pero hay que notar que cuando la ley de Faraday habla de una variación del campo magnético no se refiere específicamente a una variación en su posición como en el ejemplo del generador, sino que puede ser también una variación en la fuerza de este campo magnético.
Y por último en tercer lugar tenemos la ley de Heinrich Lenz la cual nos dice que cuando generamos una corriente eléctrica mediante un campo magnético, como en el caso de los generadores, la dirección de esta corriente inducida es tal que genera un campo magnético que se opone al campo magnético que la generó en primer lugar. Ahora que entendemos esto estamos listos para ver qué es lo que ocurre realmente en un inductor.
Cuando hacemos que pase una corriente eléctrica por un conductor en forma de espiral esta corriente va a ir generando un campo magnético el cual en un principio cuando va en la parte recta del conductor no es tan fuerte sin embargo a medida que va girando alrededor de la espiral el campo magnético generado en cada vuelta se va sumando ya que todos van en una misma dirección es decir, podemos representar la sumatoria del campo magnético de todas las vueltas como un único campo magnético más fuerte y es aquí donde entra la Ley de Faraday y la Ley de Lenz y las cosas se ponen interesantes ya que este campo magnético no aparece instantáneamente sino que va creciendo gradualmente tendremos una variación de un campo magnético en el tiempo la cual según la Ley de Faraday va a inducir un voltaje pero no cualquier voltaje según la Ley de Lenz será un voltaje que se va a oponer a la corriente eléctrica que lo generó en primer lugar, en otras palabras, a medida que el campo magnético esté creciendo va a existir una resistencia al cambio pero una vez que éste llegue a su tamaño o fuerza máxima esa resistencia al cambio va a desaparecer completamente porque la Ley de Faraday sólo se aplica cuando hay una variación del campo magnético en este punto cuando el campo magnético es constante podríamos decir que la bobina va a actuar como si fuera un simple cable pero cuando cortamos la corriente el campo magnético vas a comenzar a perder su fuerza, es decir, nuevamente tendremos una variación en el campo magnético el cual según la Ley de Faraday va a inducir un voltaje pero esta vez, dado que está disminuyendo la dirección de la corriente inducida irá en la otra dirección el resultado de todo esto es que a pesar de haber cortado la corriente inicial la cual era alimentada una batería o algo por el estilo durante unos breves momentos tendremos una corriente inducida por el campo magnético que habíamos generado en la bobina y es precisamente por esto que se dice que un inductor es capaz de almacenar energía en forma de un campo magnético.
Ahora que entendemos cómo funciona una bobina veamos qué efecto genera en un circuito simple pongan especial atención en el comportamiento de la lámpara en cada una de las etapas cuando cerramos el circuito, la corriente tiene dos posibles caminos, sin embargo, debido a la resistencia inicial del conductor la mayoría de esta corriente se va a ir por el camino más fácil es decir por la lámpara.
Pero una vez que el campo magnético del inductor se estabiliza y éste comienza a comportarse como un simple cable prácticamente sin resistencia el camino más fácil pasará a ser el del conductor y la lámpara se apagará.
Después cuando abramos el circuito y se corte la corriente el campo magnético perderá su fuerza e inducirá una corriente cuyo único camino es hacia la lámpara por lo cual se encenderá nuevamente.
Claro que esto no durará por siempre porque la lámpara actuará como una resistencia que dificulta el paso de la corriente y también porque cuando los electrones vuelvan a pasar por el inductor tendrán que luchar nuevamente con la resistencia de crear un campo magnético y el ciclo continuará hasta que no haya más electrones moviéndose y el campo magnético en el inductor haya perdido toda su fuerza.
Debido a todas estas características los inductores o bobinas son un elemento extremadamente versátil si nos concentramos en su habilidad de generar una resistencia a los cambios de corriente estos pueden ser utilizados en filtros de señales de una manera similar capacitores o también para estabilizar la corriente entregada por una fuente de poder.
Por otro lado, si nos centramos en su habilidad para generar un campo magnético los inductores pueden ser utilizados para mover otros elementos al actuar como un electroimán que es exactamente lo que ocurre en un relé.
Además de esto, el campo electromagnético generado también puede ser utilizado para inducir corrientes en otros inductores como es el caso de los transformadores o los dispositivos con carga inalámbrica y como si esto no fuera suficiente los inductores pueden ser utilizados también para calentar algunos metales como en las cocinas de inducción o en casos más extremos incluso para fundir metales.
