¿De dónde saca las cargas un inductor?

Question

No estoy seguro de si esto ya se ha preguntado, pero lo publico aquí porque no he podido encontrar una respuesta satisfactoria en ningún sitio.

Este ejemplo clásico fue utilizado por mi profesor para ilustrar el efecto de un inductor en un circuito.

Considere el circuito dado anteriormente.

¿Qué pasa con el bombillas cuando se apaga el interruptor?

Este es el argumento de mi profesor.

Aquí, cuando se apaga el circuito, el inductor se opone a un cambio de corriente y, por lo tanto, se supone que la bombilla A brilla durante más tiempo .

Pero, yo tenía una respuesta diferente.

El inductor resiste el decaimiento de la corriente y hace que ésta siga fluyendo por el circuito. Como el circuito externo está abierto, el circuito que contiene las dos bombillas actuaría como una unidad separada, con corriente fluyente. Por lo tanto, las dos bombillas brillarían durante un tiempo .

Cuando mi profesor insistió en su respuesta, tuve que convencerme de que la corriente debida al inductor es sólo suficiente para alimentar la bombilla A.

Estoy muy seguro de que este no es el caso, entonces qué es ?

¿Me equivoco al considerar el inductor como una fuente de emf?

Por cierto, por favor, explique, de donde el inductor tira de las cargas para mantener la corriente en el circuito ?

¿Es por el cable conductor? ¿O de la batería?

Answer 1

Cuando una corriente $I$ fluye a través del inductor $L$ hay energía almacenada en el inductor $\frac 12 LI^2$ .

Cuando se abre el interruptor esa energía almacenada en el inductor disminuye ya que ahora una corriente decreciente estará pasando por un circuito en serie formado por el inductor, la resistencia y dos bombillas produciendo luz y calor en ese circuito.
La velocidad de decaimiento de la corriente estará controlada por la constante de tiempo de ese circuito $\frac LR$ donde $R$ es la suma de las resistencias de las dos bombillas, el inductor y la resistencia.

No hay almacenamiento de carga, sino que el campo magnético que colapsa en el inductor induce una emf que impulsa cargas (una corriente) alrededor del circuito formado por el inductor, dos bombillas y la resistencia).

Answer 2

El inductor resiste el decaimiento de la corriente y hace que ésta siga fluyendo por el circuito. Como el circuito externo está abierto, el circuito que contiene las dos bombillas actuaría como una unidad separada, con corriente en circulación. Por lo tanto, ambas bombillas brillarían durante un tiempo.

Esto es correcto. Después de que el interruptor esté abierto, sólo hay un bucle cerrado, y debe pasar la misma corriente por las dos bombillas.

Por cierto, por favor explique, ¿de dónde saca el inductor las cargas para mantener la corriente en el circuito?

El cable contiene muchos electrones libres en todo momento, tanto si fluye una corriente por él como si no.

Al colapsar el campo magnético en el núcleo del inductor (como se explica en otra respuesta), son estos electrones los que son conducidos por el circuito.

¿Me equivoco al considerar el inductor como una fuente de emf?

Desde el punto de vista de la física, es correcto considerar el inductor como una fuente de CEM. También lo consideramos una fuente de EMF cuando la batería está empujando la corriente a través de él y genera un EMF opuesto proporcional a su $\frac{{\rm d}i}{{\rm d}t}$ .

Desde el punto de vista del análisis del circuito, normalmente consideramos el inductor como una fuente de corriente en lugar de una fuente de EMF.