CIRCUITOS MAGNETICOS
CIRCUITOS MAGNETICOSCIRCUITOS MAGNETICOSEL CAMPO MAGNETICO ES UN
CAMPO DE FUERZAS Y SE DEFINE EN FORMA INDIRECTA A PARTIR DE LOS
EFECTOS QUE PRODUCE
EXISTE UN CAMPO MAGNETICO SOBRE UNA REGION DEL ESPACIO SI UN
IMAN PERMANENTE SUSPENDIDO EN DICHA REGION EXPERIMENTA FUERZAS DE
ATRACCION O REPULSION QUE LO DESVIAN DE SU POSICION, ORIENTANDOLO
EN UNA DIRECCION DETERMINADA.
LAS MAQUINAS ELECTRICAS ESTAN CONSTITUIDAS DE CIRCUITOS
ELECTRICOS Y MAGNETICOS
CIRCUITO MAGNTICO ES LA TRAYECTORIA DEL FLUJO MAGNETICO
LAS MAQUINAS ELECTRICAS LOS CONDUCTORES QUE TRANSPORTAN LA
CORRIENTE ENTERACTUAN CON EL CAMPO MAGNETICO PROVENIENTE DE ELLOS
MISMOS.EL NOMBRE DE MAGNETISMO PROVIENE DE LA PROVINCIA GRIEGA
MAGNESIA, DONDE SE ENCUENTRAN LOS YACIMIENTOS MS IMPORTANTES DE LA
MAGNETITA (FE3O4), MINERAL CON ACUSADAS PROPIEDADES MAGNTICAS.
EN MAGNETISMO HABLAMOS EN TRMINOS DE UN VECTOR LLAMADO CAMPO
MAGNTICOBREPRESENTADO POR SUS LNEAS DE CAMPO DE MODO QUE EN CADA
PUNTO DEL ESPACIOEL CAMPO ES TANGENTEA DICHAS LNEAS.
Espectro electromagntico
Todas estas interacciones entre campos elctricos y campos
magnticos fueron resumidas y formuladas matemticamente por Maxwell
en las llamadas ecuaciones de Maxwell; quedan demostradas tambin la
existencia de las ondas electromagnticas.
El primero en generar estas ondas predichas tericamente por
Maxwell fueHertz,quien las llam ondas de radio.
Estas ondas estn formadas por un campo magnticoBy uno elctricoE,
perpendiculares entre s y perpendiculares a la direccin de
propagacin, que se transmiten en el vaco a la velocidadcde 3
108m/s, cumplindose en cualquier instante la relacinE = c B.
El conjunto de estas ondas en todo su rango posible de
frecuencias constituye el espectro electromagntico, del cual la luz
visible representa un pequeo intervalo (entre 400 y 700 nm de
longitud de onda).
ESPECTRO DE BANDAS DE FRECUENCIAS
DIAGRAMA DE RADIACION
POLOS DE UN IMAN
LINEAS DE FUERZA
ESPECTROS MAGNETICOS
FUERZA SOBRE UN CONDUCTOR CON CORRIENTE EN UN CAMPO
MAGNETICO
B= DENSIDAD DEL FLUJO MAGNETICOI=INTENSIDAD DE CORRIENTE
ELECTRICA =LARGO DEL CONDUCTOR
=xA=FLUJO MAGNETICO WEBER (Wb)=DENSIDAD DEL FLUJO MAGNETICO
TESLA (T) = A=AREA
FLUJO MAGNETICO
Nota:En el caso que B sea constante en magnitud y perpendicular
en cualquier punto a la superficie del reaPERMEABILIDAD DEL
VACIO
DENSIDAD DEL FLUJO MAGNETICO EN UN CONDUCTORDENSIDAD DEL FLUJO
MAGNETICO FUERA DEL CONDUCTORDENSIDAD DEL FLUJO MAGNETICO DENTRO
DEL CONDUCTOR
EJEMPLO:
UN CONDUCTOR DE DIAMETRO 20 mm , CIRCULA UNA CORRIENTE DE 350 A
.
DETERMINE:
DENSIDAD DEL FLUJO EN LA SUPERFICIE DEL CONDUCTOR
DENSIDAD DEL FLUJO EN UN PUNTO A 1 m. DEL CENTRO DEL
CONDUCTOR.DENSIDAD DEL FLUJO A 6 mm DEL CENTRO DEL CONDUCTOR.
Nota
EJEMPLO:
UN CONDUCTOR DE DIAMETRO 20 mm , CIRCULA UNA CORRIENTE DE 350 A
.
DETERMINE:
DENSIDAD DEL FLUJO EN LA SUPERFICIE DEL CONDUCTO
EJEMPLO:
UN CONDUCTOR DE DIAMETRO 20 mm , CIRCULA UNA CORRIENTE DE 350 A
.
DETERMINE:
DENSIDAD DEL FLUJO EN UN PUNTO A 1 m. DEL CENTRO DEL
CONDUCTOR
EJEMPLO:
UN CONDUCTOR DE DIAMETRO 20 mm , CIRCULA UNA CORRIENTE DE 350 A
.
DETERMINE:
DENSIDAD DEL FLUJO A 6 mm DEL CENTRO DEL CONDUCTOR.
CAMPO MAGNETICO ALREDEDOR DE UNA BOBINA
POLOS MAGNETICOS EN UNA BOBINA
Regla de la mano derechaDetermina polo NorteFUERZA
MAGNETOMOTRIZLA FUERZA MAGNETOMOTRIZ PRODUCIDA POR UNA CORRIENTE EN
UNA BOBINA ES IGUAL A LA CORRIENTE POR EL NUMERO DE VUELTAS DE LA
BOBINA.
F = N x I
DONDE:F FUERZA MAGNETOMOTRIZ (AMPER-VUELTA) (AV)NNUMERO DE
ESPIRAS DE LA BOBINAICORRIENTE EN LA BOBINA (A)
RELUCTANCIA MAGNETICA ES UNA MEDIDA DE LA OPOSICION QUE EL
CIRCUITO MAGNETICO OFRECE AL FLUJO MAGNETICOLOS MATERIALES
MAGNETICOS PERMITEN EJERCER UNA EXCELENTE CONTROL SOBRE LA
MAGNITUD, DENSIDAD Y DIRECCION DEL FLUJO MAGNETICO.
L = longitud de la seccin mA = rea = permeabilidad del
material
Nota:Un material de alta permeabilidad es un buen conductor del
flujo magntico
Ejemplo:
Voltaje de alimentacin : 24 VoltNmero de espiras : 5Resistencia
de la bobina : 0.20 ohmReluctancia : 5000
Se pide:IFFlujo
INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNETICO H
CICLO DE HISTERESIS
Hay veces en que interesa acentuar la histresis, como ocurre en
los ncleos de las memorias magnticas, por lo que se fabrican
ferritas
En la mayora de las mquinas elctricas (transformadores, motores,
generadores), interesa un ncleo cuyo ciclo de histresis se lo ms
estrecho posible ( el camino "a la ida" coincida con el camino "a
la vuelta") y lo ms alargado posible (difcilmente
saturable)RESUMENUN CONDCUTOR QUE PORTA CORRIENTE PRODUCE UN CAMPO
MAGNETICO A SU ALRREDEDOR
UN CAMPO MAGNETICO VARIABLE CON EL TIEMPO INDUCE UN VOLTAJE EN
UNA BOBINA DE ALAMBRE SI PASA A TRAVS DE STA (PRINCIPIO DE
FUNCIONAMIENTO DE TRANSFORMADOR)
UN CONDUCTOR QUE PORTA CORRIENTE EN PRESENCIA DE UN CAMPO
MAGNATICO EXPERIMENTA UNA FUERZA INDUCIDA SOBRE L (PRINCIPIO DE
FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR)
UN CONDUCTOR ELCTRICO QUE SE MUEVE EN PRESENCIA DE UN CAMPO
MAGNETICO TENDR UN VOLTAJE INDUCIDO EN L (PRINCIPIO DE
FUNCIONAMIENTO DEL GENERADORLEY DE AMPERE
DONDE H ES LA INTENSIDAD DE CAMPO MAGNETICO (amper-vuelta)
PRODUCIDA POR LA CORRIENTE Inet
En la figura el ncleo de hierro es rectangular con devanado de N
vueltas de alambre enrollado sobre una de las ramas del ncleo.Casi
todo el campo magntico producido por la corriente permanecer dentro
del ncleo.El camino de integracin en la ley de ampere es la
longitud media del ncleo lcLa corriente que pasa por el camino de
integracin Inet es Ni H lc = Ni
RELACION ENTRE LA INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNTICO H Y LA DENSIDAD
DEL FLUJO MAGNETICO RESULTANTE B PRODUCIDA DENTRO DEL
MATERIALu=permeabilidad magntica del material (Henrios/metros)(
Tesla)La permeabilidad del espacio libre es
La permeabilidad de cualquier material comparada con la
permeabilidad del espacio libre se denomina permeabilidad
relativa
La permeabilidad relativa es una medida til para comparar la
capacidad de magnetizacin de los materiales.Aceros empleados en
mquinas ur = 2000 a 6000 La direccin del campo magntico creado por
un conductor con corriente , se puede obtener por la regla de la
mano derechaLa fuerza magnetomotriz es
donde
La reluctancia R es el homlogo de la resistencia del circuito
elctricoLa permeabilidad P es el inverso de la reluctancia
La relacin entre fmm y el flujo puede ser expresada:
La figura es de ncleo ferromagntico Tres lados del ncleo son de
anchura uniforme, mientras que el cuarto lado es un poco ms
delgadoLa profundidad del ncleo es de 10 cmHay una bobina de 200
vueltas enrollada sobre el lado izquierdo del ncleo.ur=2500Qu
cantidad de flujo producir una corriente de 1 en la
bobina?EJERCICIO SolucinTres lados tienen la misma seccin
transversal, entonces se divide el ncleo en dos regiones:1)Lado ms
delgado longitud media es 45 cm el rea tranversal es 10x10 100 cm2
la reluctancia ser:
2) Los otros tres lados La longitud es: 130 cm La seccin
transversal es 15x10 150 cm2La reluctancia ser
PARA CIRCUITOS MAGNETICOS SE UTILIZAN DIFERENTES ESTRUCTURAS
DEPENDIENDO DE LA APLICACIN DEL DISPOSITIVOLA MAYORIA DE LAS VECES
SE EMPLEAN ESTRUCTURAS CON ENTREHIERROS QUE SON ESPACIOS DE AIRE
SEPARANDO DOS O MAS PARTES DE UN NUCLEONOTA:CARACTERISTICAS DE LOS
MATERIALES MAGNETICOSDIAMAGNETICOSSe magnetizan de manera que su
efecto es contrario al campo externo.Son dbilmente repelidos y
presentan una permeabilidad un poco menor que la del vacio Ej:
COBRE: u= 0,99999uo
PARAMAGNETICOS
FERROMAGNETICOS
Leer apuntes .La normativa espaola establece en el Real Decreto
1066/2001 un lmite de exposicin mximo para el pblico de 100
microteslas (100.000 nanotesla) para campos electromagnticos de
frecuencia de 50 Hz.
http://www.radiansa.com/contaminacion-electromagnetica/campos-electromagneticos/campo_magnetico_exposiciones.htm
Leer informe
http://www.plataformacaldera.cl/biblioteca/589/articles-64790_documento.pdf
http://www.colegiomedico.cl/Portals/0/files/biblioteca/publicaciones/cuadernos/51_4.pdf
TRANSFORMADORESCLASIFICACION DE LOS TRANSFORMADORES DE ACUERDO A
SU VOLTAJE DE ALIMENTACIONTRANSFORMADORES
MONOFASICOSTRANSFORMADORES TRIFASICOSREDUCTOR DE VOLTAJEELEVADOR DE
VOLTAJEPUNTO MEDIOMULTIPLES SALIDASSALIDA
PARTES PRINCIPALES DE UN TRANSFORMADOR MONOFASICO
FIGURA DE TRANSFORMADORES MONOFASICOS
FIGURA DE TRANSFORMADOR TRIFASICO
TRANSFORMADOR MONOFASICO
PLACA CARACTERISTICAS DE UN TRANSFORMADORCORRIENTES PARASITAS
(CORRIENTES DE EDDY)Producidas en el material del ncleo.Las prdidas
en el ncleo son producto de : bj
