Caso práctico: Inductor para arranque suave de lámpara

Materiales

• 1 × Fuente de alimentación de 12 V CC (1–2 A mínimo, regulada o de banco).
• 1 × Lámpara incandescente de 12 V (entre 5 W y 10 W).
• 1 × Inductor de potencia de aproximadamente 10 mH, ≥ 2 A (tipo choke / filtro de línea DC).
• 1 × Multímetro digital (con función de medición de corriente continua hasta al menos 2 A).
• 2 × Cables con pinza o bananas para la fuente.
• 4–6 × Cables flexibles para interconexión (preferible con cocodrilos).
• 1 × Interruptor simple (opcional, para encendido y apagado repetitivo del circuito).
• 1 × Protoboard o base de conexiones (opcional; también se puede cablear “al aire” con cuidado).

Guía de conexionado

Trata esta sección como la especificación oficial de conexiones. El esquemático debe implementar exactamente estas conexiones.

• Conecta el polo positivo de la fuente de 12 V al terminal 1 del inductor [L1].
• Conecta el terminal 2 del inductor [L1] al nodo VA (nodo de la lámpara).
• Conecta uno de los terminales de la lámpara [LAMP1] al nodo VA.
• Conecta el otro terminal de la lámpara [LAMP1] al terminal positivo del amperímetro (entrada de corriente del multímetro).
• Conecta el terminal negativo del amperímetro al polo negativo (GND) de la fuente de 12 V.
• Si usas interruptor [SW1] para simplificar las pruebas:
• Conecta el polo positivo de la fuente de 12 V al contacto 1 de [SW1].
• Conecta el contacto 2 de [SW1] al terminal 1 del inductor [L1].
• Asegúrate de que no exista ninguna conexión directa (solo cable) entre el positivo de la fuente de 12 V y GND sin pasar por [L1], [LAMP1] y el amperímetro.

Esquemático

                +12V
                |
              [SW1]
            Interruptor
                |
             [L1] 10mH
                |
                o VA node
                |
             [LAMP1]
            Lámpara 12V
                |
                o I_meas node
                |
         Multímetro en serie
                |
               GND

Mediciones y pruebas

• Preparación del multímetro:

  • Coloca el multímetro en modo de medición de corriente continua (A DC).
  • Conecta la punta roja en el conector de entrada de corriente (generalmente marcado como “10 A” o “A”).
  • Conecta la punta negra en el conector común “COM”.
  • Verifica el rango adecuado: si la lámpara es de 12 V / 10 W, la corriente nominal I_LÁMP será aproximadamente I_LÁMP ≈ P/V ≈ 10 W / 12 V ≈ 0,83 A; usa un rango de al menos 2 A.

• Medición de corriente I_LÁMP sin inductor (referencia):

  • Desconecta el inductor [L1] y conecta la lámpara [LAMP1] directamente entre +12 V y el amperímetro en serie hacia GND.
  • Enciende la fuente y observa la corriente I_LÁMP (corriente de la lámpara) durante el encendido.
  • Toma nota del valor máximo aproximado (si el multímetro tiene captura de pico, úsala; si no, observa el primer segundo de encendido).

• Medición de corriente I_LÁMP con inductor (circuito del caso práctico):

  • Vuelve a conectar el circuito como se indica en la sección de conexionado (Fuente → [SW1] → [L1] → [LAMP1] → Amperímetro → GND).
  • Desde estado apagado, cierra el interruptor [SW1] y observa la lectura de corriente I_LÁMP en el multímetro.
  • Compara el valor pico que observas con el caso sin inductor: deberías ver un incremento más progresivo.
  • Repite el ciclo de apagar/encender varias veces, observando si la corriente sube de forma más suave (menos brusca) con el inductor en serie.

• Medición de caída de tensión en el inductor V_L:

  • Cambia el multímetro a modo de medición de tensión continua (V DC).
  • Conecta la punta roja en el terminal 1 de [L1] (lado de la fuente) y la punta negra en el terminal 2 de [L1] (lado de la lámpara).
  • Enciende el circuito y observa la tensión V_L al instante de encendido: debería verse una pequeña caída transitoria que disminuye hasta casi 0 V cuando la corriente se estabiliza.

• Criterios de éxito:

  • La lámpara sigue alcanzando su brillo normal tras un breve tiempo.
  • La corriente inicial medida I_LÁMP con inductor es menor o tarda más tiempo en llegar a su valor nominal que sin inductor.
  • La fuente de 12 V no cae de tensión de manera apreciable (puedes comprobar con el multímetro entre +12 V y GND).
  • No hay calentamientos anómalos en el inductor [L1] ni en los cables a la corriente de prueba utilizada.

Errores comunes

• Conectar el amperímetro en paralelo en lugar de en serie:
• Esto puede provocar un cortocircuito grave. El amperímetro SIEMPRE debe ir en serie con la carga.
• Usar un inductor de muy baja corriente:
• Si [L1] no soporta la corriente de la lámpara, puede calentarse en exceso o dañarse.
• Olvidar el interruptor y conectar/desconectar cables con la fuente encendida:
• Aumenta el riesgo de chispas, falsos contactos y errores de medición.
• Confundir polaridades de la fuente:
• Aunque el inductor y la lámpara no son polarizados, conectar al revés puede afectar a otros equipos conectados o mediciones simultáneas.

Seguridad

• Usa una fuente de 12 V aislada de la red, preferiblemente una fuente de laboratorio con protección contra sobrecorriente.
• No toques conexiones metálicas peladas mientras manipulas el circuito: aunque 12 V es bajo, pueden producirse chispas o calentamiento local.
• No uses este montaje directamente con tensión de red (230 V / 120 V). Es un caso práctico solo para baja tensión segura.
• Verifica la potencia de la lámpara; no excedas la corriente máxima que la fuente y el inductor pueden manejar.

Posibles mejoras y extensiones

• Sustituir la lámpara por una resistencia de potencia conocida y comparar resultados:
• Facilita el cálculo teórico de la respuesta transitoria con L y R.
• Probar distintos valores de inductor:
• Inductores de 1 mH, 4,7 mH, 10 mH, 22 mH y observar cómo cambia la “suavidad” del arranque.
• Añadir un interruptor doble:
• Posición 1: lámpara sin inductor.
• Posición 2: lámpara con inductor.
• Así puedes comparar más rápidamente el comportamiento.
• Registrar la corriente con una pinza amperimétrica o un osciloscopio con shunt:
• Permite ver con más detalle la forma de la corriente de arranque y su evolución temporal.

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Carlos Núñez Zorrilla

Electronics & Computer Engineer

Ingeniero Superior en Electrónica de Telecomunicaciones e Ingeniero en Informática (titulaciones oficiales en España).

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