En electrónica , un estrangulador es un inductor que se utiliza para bloquear corrientes alternas (CA) de alta frecuencia mientras pasa corriente continua (CC) y corrientes alternas de baja frecuencia en un circuito . Un estrangulador generalmente consiste en una bobina de cable aislado que a menudo se enrolla en un núcleo magnético , aunque algunos consisten en una perla de ferrita con forma de rosquilla ensartada en un cable. La impedancia del estrangulador aumenta con la frecuencia. Su baja resistencia eléctrica permite el paso de CA y CC con poca pérdida de potencia, pero su reactancia limita la cantidad de CA que pasa.
El nombre proviene de bloquear ("estrangular") las frecuencias altas mientras se dejan pasar las frecuencias bajas. Es un nombre funcional; el nombre "estrangulador" se utiliza si un inductor se utiliza para bloquear o desacoplar frecuencias más altas, pero el componente se llama simplemente "inductor" si se utiliza en filtros electrónicos o circuitos sintonizados . Los inductores diseñados para su uso como estranguladores se distinguen generalmente por no tener una construcción de baja pérdida ( factor Q alto ) requerida en los inductores utilizados en circuitos sintonizados y aplicaciones de filtrado.
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Los estranguladores se dividen en dos grandes clases:
Los choques de audiofrecuencia suelen tener núcleos ferromagnéticos para aumentar su inductancia. Suelen construirse de forma similar a los transformadores, con núcleos de hierro laminado y un entrehierro. El núcleo de hierro aumenta la inductancia para un volumen determinado del núcleo. Los choques se utilizaban con frecuencia en el diseño de fuentes de alimentación rectificadoras para equipos de tubos de vacío , como receptores de radio o amplificadores. Se encuentran comúnmente en controladores de motores de corriente continua para producir corriente continua (CC), donde se utilizaban junto con grandes condensadores electrolíticos para eliminar la ondulación de tensión (CA) en la CC de salida. Un circuito rectificador diseñado para un filtro de salida de choque puede producir demasiada tensión de salida de CC y someter a los condensadores rectificadores y de filtro a corrientes de entrada y de ondulación excesivas si se quita el inductor. Sin embargo, los condensadores electrolíticos modernos con altos índices de corriente de ondulación y los reguladores de tensión que eliminan más ondulación de la fuente de alimentación que los choques han eliminado los choques pesados y voluminosos de las fuentes de alimentación de frecuencia de red. En las fuentes de alimentación conmutadas se utilizan bobinas de choque más pequeñas para eliminar los transitorios de conmutación de mayor frecuencia de la salida y, a veces, de la realimentación a la entrada de la red eléctrica. Suelen tener núcleos de ferrita toroidales.
Algunos aficionados al audio de automóviles utilizan bobinas de estrangulamiento en sus sistemas (específicamente en el cableado de un subwoofer , para eliminar las frecuencias altas de la señal amplificada).
Los choques de radiofrecuencia (RFC) suelen tener núcleos de ferrita o polvo de hierro que aumentan la inductancia y el funcionamiento general. [1] A menudo se enrollan en patrones complejos ( bobinado de canasta ) para reducir las pérdidas por autocapacidad y efecto de proximidad . Los choques para frecuencias aún más altas tienen núcleos no magnéticos y baja inductancia.
Una forma moderna de estrangulador que se utiliza para eliminar el ruido de RF digital de las líneas es el núcleo de ferrita , un núcleo cilíndrico o en forma de toro de ferrita colocado sobre un cable. Estos se ven a menudo en los cables de ordenador.
Un estrangulador de modo común (CM) es una aplicación especial de los estranguladores donde se utiliza para actuar sobre una señal de modo común . Estos estranguladores son útiles para la supresión de interferencias electromagnéticas (EMI) e interferencias de radiofrecuencia (RFI) que se introducen con frecuencia en cables de alta corriente, como en líneas de suministro de energía , que pueden causar un funcionamiento no deseado. La reducción de este ruido se realiza con frecuencia utilizando un estrangulador de modo común: dos devanados de bobina paralelos en un solo núcleo. Los estranguladores de modo común permiten que pasen corrientes diferenciales mientras bloquean las señales que afectan a ambos cables. [3] Debido a que el flujo magnético producido por las corrientes de modo diferencial en el núcleo de un estrangulador de modo común tiende a cancelarse entre sí, el estrangulador presenta poca impedancia a las corrientes de modo diferencial. Esto se logra mediante la colocación de devanados de tal manera que generen campos iguales pero opuestos que se cancelan entre sí para las señales de modo diferencial. Normalmente, esto también significa que el núcleo no se saturará para grandes corrientes de modo diferencial, y la clasificación de corriente máxima está determinada por el efecto de calentamiento de la resistencia del devanado. Por otro lado, las corrientes de modo común siguen un camino de alta impedancia debido a la inductancia combinada de los devanados que se refuerzan entre sí.
Los reactancias CM se utilizan comúnmente en aplicaciones industriales, eléctricas y de telecomunicaciones para eliminar o disminuir el ruido y la interferencia electromagnética relacionada. [4]
Cuando el estrangulador CM conduce corriente CM, la mayor parte del flujo magnético generado por los devanados se limita al núcleo del inductor debido a su alta permeabilidad. En este caso, el flujo de fuga, que también es la emisión del campo magnético cercano del estrangulador CM, es bajo. Sin embargo, la corriente DM que fluye a través de los devanados generará un alto campo magnético cercano emitido, ya que los devanados están acoplados negativamente en este caso. Para reducir la emisión del campo magnético cercano, se puede aplicar una estructura de devanado trenzado al estrangulador CM.
La diferencia entre el inductor CM de bobinado trenzado balanceado y el inductor CM de dos bobinados balanceado convencional es que los bobinados interactúan en el centro de la ventana abierta del núcleo. Cuando conduce corriente CM, el inductor CM de bobinado trenzado balanceado puede proporcionar una inductancia CM idéntica a la del inductor CM convencional. Cuando conduce corriente DM, los bucles de corriente equivalentes generarán campos magnéticos de dirección inversa en el espacio, de modo que tienden a cancelarse entre sí.
Se hace pasar una corriente a través de un inductor y una sonda mide la emisión de campo cercano. Un generador de señales, que funciona como fuente de voltaje, se conecta a un amplificador. La salida del amplificador se conecta luego al inductor que se está midiendo. Para monitorear y controlar la corriente que fluye a través del inductor, se coloca una pinza amperimétrica alrededor del cable conductor. Un osciloscopio conectado a la pinza amperimétrica mide la forma de onda de la corriente. Una sonda mide el flujo en el aire. Un analizador de espectro conectado a la sonda recopila datos.