¿Me podéis explicar el funcionamiento de un ladrón de julios?

Acabo de estudiar primero de ingeniería electrónica. Mis únicos conocimientos son de análisis de circuitos, redes resistivas y alguna cosa en alterna sobre circuitos con resistencias, condensadores y bobinas. ¿Podríais explicarme, como si fuera un novato en las propiedades de las bobinas, como hace el circuito para amplificar el voltaje y como calcular cuantas vueltas que he de darle al toroide para obtener una tensión determinada? Muchas gracias, las personas que contestáis aquí gratuitamente y con detenimiento sois geniales. Un abrazo.

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Es sencillo. Como seguramente ha estudiado tanto las bobinas como los condensadores retienen energía eléctrica. Los condensadores una vez cargados, retienen la energía acumulada una vez desconectados de la fuente que se la ha proporcionado, pero las bobinas no. tan pronto como cesa la corriente que las ha recorrido, la tienen que liberar sea como sea... Es un fenómeno de la naturaleza, que no le sé explicar en el fondo, pero cuyos efectos están muy estudiados.

Seguramente habrá estudiado que la energía que retiene un condensador es igual a 1/2 C V^2 y la que carga una bobina es igual a 1/2 L I^2. Estas fórmulas son el resultado de una sencilla integral inmediata. También sabrá que L (autoinducción) y C (capacidad), están presentes en cualquier circuito por sencillo que sea, que las L siempre tienen una C asociada, y igual las C, una L y además que en ambas constantes está presente siempre resistencia eléctrica.

Si se tiene una bobina conduciendo una corriente (I) y ha acumulado una energía 1/2 L I^2, si la se interrumpe, de acuerdo con lo que le he expuesto al principio, no la puede retener, y como siempre hay presente una C, esta la recibe y la retiene de forma que se cumple que: 1/2 L I^2 = 1/2 C V^2. Entonces si L era grande y C pequeña, la tensión (V), puede subir mucho.

Ahí me voy a quedar en la explicación, porque seguramente ya sabrá, que el condensador devuelve la energía a la bobina, se repite el fenómeno, y el circuito oscila a una frecuencia determinada y se amortigua hasta anularse, porque la resistencia presente la consume en forma de calor, o salta una chispa que hace lo mismo, pero que aquí no viene al caso.

Si la bobina descrita, está conectada a un condensador por medio de un diodo, la energía de la bobina va al condensador, pero no puede retornar a la bobina porque el diodo no lo permite, y la tensión obtenida en el condensador y retenida por él es igual V = I por la raíz cuadrada de L/C. Si también sabe que la l depende den número de espiras (vueltas), ya sabe la relación tener en cuenta.

Lo que le he expuesto, es el principio de funcionamiento de los llamados convertidores "Fly-back" y de muchos otros artilugios, desde la generación de la chispa en lo motores de gasolina, de la MAT (Muy Alta Tensión) necesaria en los televisores de tubo catódico, de los "Flash" fotográficos y muchos otros.

El nombre de "ladrón de Julios", es totalmente impropio, porque robar, no roba nada. Se le ocurriría a un ignorante del fenómeno descrito, al observar que el funcionamiento de un circuito similar, era capaz de encender un LED, con una pila medio gastada, que era incapaz de encenderlo directamente, y entre Vd y yo: Malos habrán sido los estudios que ha recibido si esto no es es estudiado y entendido desde el principio, antes de liarle con otras cosas.

Los estudios que creo se dan en muchos sitios, acabarán en ser puramente matemáticos (sin explicar los fenómenos en si mismos), con lo que se logrará que la Electricidad sea tan odiada por los estudiantes, como lo son ya las Matemáticas. Un flaco favor...

La verdad es que tiene razón en cuanto a los estudios,  un año de ingeniería y noto que solo se mas de Matemáticas y el resto lo se por preguntar en foros o leer por mi cuenta.  A ver si los próximos años cambia la cosa y puedo aprender una carrera que realmente me apasiona.  Muy amable por la explicación,  voy a darle vueltas y si me queda alguna duda le pregunto :)  

A veces el que espera, desespera...

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Es un fenómeno similar al " golpe de ariete" en hidráulica. Allí, en lugar de elevarse la tensión eléctrica se eleva la presión ( o sea el nivel de un liquido) a costa de interrumpir un flujo circulante del agua en forma periódica. Normalmente la frecuencia es allí de dos o tres golpes/ segundo.

Tal como te dice claramente Botijo7 se trata de un oscilador que genera una serie de impulsos periódicos que son bruscamente cortados al entrar el transistor en conducción. El pico de tensión se recupera a través de los extremos de la inductancia oscilante, puede rectificarse ( o no), y seguramente podrá encender uno o varios LED. La frecuencia de oscilación de este aparatito es naturalmente alta, por lo que se utilizan núcleos de ferritas que poseen reducidas perdidas.

Seguramente veras el tema cuando estudies " circuitos osciladores" que no son otra cosa que generadores de impulsos eléctricos periódicos.

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