Curso Didáctica de la Física 2011

Inducción

Campo Rotante

Inducción

• Una espira de cable rota abrazando un campo magnético– N es el número de vueltas

de la espira

– L es el largo de la espira

– D es el ancho de la espira

– B es la densidad de flujo magnético

– n es el número de vueltas por segundo

D

B

L

Inducción de tensión

Se genera un voltaje• En la posición 1 todo el flujo

es concatenado por la espira• En la posición 2 el flujo

concatenado se reduce• El cambio de flujo

concatenado induce una tensión en la espira

tsinLDBNdt

tcosdLDBN

dt

tdNtV

cos t2

1

B

Inducción - aplicativo

En el aplicativo de inducción podemos:

• variar la intensidad de campo magnético• variar el tamaño del área• variar la velocidad de rotación de la espira• observar los resultados en la tensión inducida debido a

las tres variaciones mencionadas

Campo Rotante

• Lo visto anteriormente en “Inducción” podemos emplearlo para hacer funcionar una máquina eléctrica

• Para ello utilizamos el concepto de campo rotante

• Un trozo de metal colocado dentro del campo rotante, rotará con el campo (esto lo veremos en el laboratorio)

Una espira, alimentada por una tensión cosenoidal, producirá un campomagnético de intensidad cosenoidal, pero dirección fija (trazo rosa).Podemos verlo como dos campos de media amplitud y giros opuestos.

Ahora colocamos tres espiras, separadas angularmente 120º.las alimentamos con una terna trifásica (tensiones desfasadasen el tiempo 120º).

El campo que surge resulta de sumar las contribuciones de las tres espiras. Los términos tachados en amarillo forman una estrella y susuma se cancela. El campo rotante tiene intensidad fija y rota en el sentido de las agujas del reloj.

Campo rotante

• La máquina de inducción posee (habitualmente) un rotor tipo “jaula de ardilla”

• Un conjunto de barras conductoras están cortocircuitadas en los extremos por dos anillos (también conductores)

• Un campo magnético variable (campo rotante del estator) induce una tensión. Como las barras están cortocircuitadas, circulará una corriente.

• Esta corriente produce un campo que se opone a la causa que lo genera, haciendo girar a la máquina.

Campo rotante - aplicativo

• En el aplicativo podemos ver un estator

• Presionando fmm de la fase respectiva, podemos ver el campo (pulsante y de dirección fija) de cada una de las fases

• Presionando fmm resultante, podemos ver la sumatoria de las tres, es decir un campo de intensidad constante y que rota.