Hay algo exótico en los semáforos que «saben» que estás allí the ¡en el instante en que subes, cambian! ¿Cómo detectan tu presencia?

Algunas luces no tienen ningún tipo de detectores. Por ejemplo, en una ciudad grande, los semáforos pueden funcionar simplemente con temporizadores, sin importar la hora del día, habrá mucho tráfico. Sin embargo, en los suburbios y en las carreteras rurales, los detectores son comunes. Pueden detectar cuando un automóvil llega a una intersección, cuando hay demasiados automóviles apilados en una intersección (para controlar la longitud de la luz) o cuando los automóviles han entrado en un carril de giro (para activar la luz de flecha).

Hay todo tipo de tecnologías para detectar coches, desde láseres hasta mangueras de goma llenas de aire. Con mucho, la técnica más común es el bucle inductivo. Un bucle inductivo es simplemente una bobina de alambre incrustada en la superficie de la carretera. Para instalar el bucle, colocan el asfalto y luego regresan y cortan una ranura en el asfalto con una sierra. El alambre se coloca en la ranura y se sella con un compuesto gomoso. A menudo se pueden ver estos grandes bucles rectangulares cortados en el pavimento porque el compuesto es obvio.

Los bucles inductivos funcionan detectando un cambio de inductancia. Para entender el proceso, veamos primero qué es la inductancia. La ilustración de esta página es útil.

Lo que ves aquí es una batería, una bombilla, una bobina de alambre alrededor de un trozo de hierro (amarillo) y un interruptor. La bobina de alambre es un inductor. Si ha leído Cómo funcionan los electroimanes, también reconocerá que el inductor es un electroimán.

Si fuera a sacar el inductor de este circuito, entonces lo que tiene es una linterna normal. Cierras el interruptor y la bombilla se enciende. Con el inductor en el circuito como se muestra, el comportamiento es completamente diferente. La bombilla es una resistencia (la resistencia crea calor para hacer que el filamento en la bombilla brille). El cable de la bobina tiene una resistencia mucho menor (es solo cable), por lo que lo que esperarías al encender el interruptor es que la bombilla brille muy tenue. La mayor parte de la corriente debe seguir el camino de baja resistencia a través del bucle. Lo que sucede en su lugar es que cuando cierras el interruptor, la bombilla se quema intensamente y luego se atenúa. Cuando abres el interruptor, la bombilla se quema muy intensamente y luego se apaga rápidamente.

La razón de este extraño comportamiento es el inductor. Cuando la corriente comienza a fluir por primera vez en la bobina, la bobina quiere construir un campo magnético. Mientras el campo se está construyendo, la bobina inhibe el flujo de corriente. Una vez que se construye el campo, la corriente puede fluir normalmente a través del cable. Cuando el interruptor se abre, el campo magnético alrededor de la bobina mantiene el flujo de corriente en la bobina hasta que el campo colapsa. Esta corriente mantiene la bombilla encendida durante un período de tiempo aunque el interruptor esté abierto.

La capacidad de un inductor está controlada por dos factores:

Poner hierro en el núcleo de un inductor le da mucha más inductancia que el aire o cualquier otro núcleo no magnético. Hay dispositivos que pueden medir la inductancia de una bobina, y la unidad de medida estándar es el henry.

So… Digamos que tomas una bobina de alambre de quizás 5 pies de diámetro, que contiene cinco o seis bucles de alambre. Se cortan algunos surcos en una carretera y se coloca la bobina en los surcos. Se conecta un medidor de inductancia a la bobina y se ve cuál es la inductancia de la bobina. Ahora aparca un coche sobre la bobina y comprueba la inductancia de nuevo. La inductancia será mucho mayor debido al gran objeto de acero colocado en el campo magnético del bucle. El automóvil estacionado sobre la bobina actúa como el núcleo del inductor, y su presencia cambia la inductancia de la bobina.

Un sensor de semáforo utiliza el bucle de la misma manera. Prueba constantemente la inductancia del bucle en la carretera, y cuando la inductancia aumenta, ¡sabe que hay un automóvil esperando!