OBTENCIN DE LA CURVA DE MAGNETIZACIN

OBTENCIN DE LA CURVA DE MAGNETIZACIN2015

Curso:Mquinas Elctricas

Profesor:Mag. Ing. Agustn Gutirrez Pucar

Informe Nro.:1 Tema:Obtencin de la curva de magnetizacin

Integrantes:Mendieta Raymundo, Leo

Ojeda Vargas, MiguelReynoso Nez, ReynaldoTorres Sosa, Luis Zarzosa Ortiz, Jeanfranco

Aula:E 403

Horario:Viernes de 18:30 a 20:00

2015-I

INTRODUCCIN

El presente informe describiremos la experiencia adquirida en el laboratorio al poner en prctica lo estudiado acerca del reconocimiento de los devanados primario y secundario del transformador que nos permitir estudiar sus comportamientos de magnetizacin en sus ncleos y el comportamiento de sus magnitudes y mostraremos de una forma clara y resumida los mtodos utilizados durante el laboratorio.

En este experimento obtendremos la curva de magnetizacin de un material ferromagntico, mediante la obtencin de la curva B versus H, en donde usaremos un transformador de 220v 110v, comprobando experimentalmente la validez de los clculos tericos; y mostraremos de una forma clara y resumida los mtodos utilizados durante la prctica.

Por ltimo mediremos con el multmetro la tensin e intensidad del circuito, y anotaremos las medidas del voltaje y de la corriente, y podremos analizar para poder sacar nuestras propias observaciones y conclusiones que hemos desarrollado en esta prctica.

COMPENDIO TERICO

La curva de magnetizacin indica la induccin que produce una determinada excitacin de campo magntico. La relacin entre la densidad de flujo magntico y la excitacin de campo H que la crea se denomina permeabilidad magntica y es una medida de lo bien que transforma el material una excitacin elctrica en un flujo magntico.

La curva de magnetizacin es inicialmente lineal, y es en esta parte inicial de la curva donde se especifica la permeabilidad y la denominan permeabilidad inicial (i). Conforme se aumenta la excitacin, eventualmente se alcanza un punto donde el incremento de la densidad de flujo no se produce al mismo ritmo y la pendiente de la curva disminuye. A partir de cierto valor de excitacin Hsat cualquier incremento en la excitacin no provocar un aumento en densidad de flujo y se dice que el material alcanza la saturacin Bsat.

Figura N1: Curva de Magnetizacin y permeabilidad magntica del hierro

Mediante la curva de magnetizacin B - H se calcula la permeabilidad absoluta que presenta el material:

Como la permeabilidad del vaco, aire o medio ambiente, es la misma (0) se puede calcular la permeabilidad relativa mediante la siguiente relacin.

Permeabilidad magntica ()Es la capacidad de una sustancia o medio para atraer y hacer pasar a travs de s los campos magnticos, la cual est dada por la relacin entre la induccin magntica existente y la intensidad de campo magntico que aparece en el interior de dicho material.

Permeabilidad relativa (r)Es la relacin de la permeabilidad de una materia a la permeabilidad del espacio libre, esto es, en efecto, una figura de mrito que es muy til para comparar el grado de magnetizacin de diferentes materiales magnticos cuya permeabilidad relativa es conocida.

Reluctancia (R)Es una medida de la oposicin que el circuito ofrece al flujo y es anloga a la resistencia en un circuito elctrico. La reluctancia de un circuito magntico o seccin de un circuito magntico est relacionada con su longitud, seccin transversal y permeabilidad.

RELACION DE TRASFORMACION:

La relacin de vueltas del primario y el secundario N1:N2 las cuales equivalen a la relacin de f.e.m del primario y del secundario E1:E2, indica que la magnitud dela f.e.m. del primario es bajado o subido. La relacin de vueltas o la relacin de tensiones, es llamada relacin de transformacin, y es representada por el smbolo "a", as que:

Porque la entrada del primario v1 y la tensin de carga del secundario v2 son casi iguales a sus tensiones inducidas respectivamente, la relacin de las tensiones terminales V1:V2 es frecuentemente llamado la relacin de transformacin. La verdadera relacin de transformacin N1:N2 es constante mientras que la relacin vara cerca de 1 al 8%, dependiendo de la carga y del factor de potencia.

Cuando la tensin del primario dado V1 es reducido a una tensin del secundario bajo V2, se dice que es un paso atrs del transformador, contrariamente, si la tensin es elevada, este es llamado paso adelante atrs del transformador. En un paso atrs del transformador la relacin de transformacin es ms grande que la unidad, mientras que en un paso atrs del transformador es menor que la unidad.

MATERIALES FERROMAGNETICOS Los materiales ferromagnticos, compuestos de hierro y sus aleaciones con cobalto, tungsteno, nquel, aluminio y otros metales, son los materiales magnticos ms comunes y se utilizan para el diseo y constitucin de ncleos de los transformadores y maquinas elctricas. En un transformador se usan para maximizar el acoplamiento entre los devanados, as como para disminuir la corriente de excitacin necesaria para la operacin del transformador. En las maquinas elctricas se usan los materiales ferromagnticos para dar forma a los campos, de modo que se logren hacer mximas las caractersticas de produccin de par.

Propiedades de los materiales ferromagnticos

Aparece una gran induccin magntica al aplicarle un campo magntico. Permiten concentrar con facilidad lneas de campo magntico, acumulando densidad de flujo magntico elevado. Se utilizan estos materiales para delimitar y dirigir a los campos magnticos en trayectorias bien definidas.

Caractersticas de los materiales ferromagnticos

Un aumento del campo magntico les origina una variacin de flujo diferente de la variacin que originara una disminucin igual de campo magntico. Este atributo indica que las relaciones que expresan la induccin magntica y la permeabilidad () como funciones del campo magntico, no son lineales ni uniformes. Tienen una induccin magntica intrnseca mxima Bmax muy elevada. Pueden imanarse mucho ms fcilmente que los dems materiales. Esta caracterstica viene indicada por una gran permeabilidad relativa .

PROCEDIMIENTO

1. Armar el circuito mostrado de la figura 2.

Figura N2: Circuito a implementar

2. Regular el voltaje de salida del conversor AC, para que en su salida se obtenga el mnimo voltaje que este entrega.

3. Variar el voltaje de salida en el conversor AC de 20 en 20 voltios desde el valor mnimo de voltaje que puede entregarse hasta llegar al valor mximo de voltaje que se puede entregar.

4. Llenar la siguiente tabla de datos.

V1(V)4.220.1840.559.780.2100120.5140.2160.5180.2200.2220.3235

V2(V)2.30310.9622.2932.6543.554.265.376.387.297.8108.5119.4127.4

A(mA)3.87.910.5412.614.9417.5320.6124.6631.5539.8536780.7

Tabla N1: Voltajes de los devanados primario y secundario, y corriente.

5. Con los datos obtenidos en la Tabla N1, dibujar la curva de magnetizacin en la hoja milimetrada o usar el Excel para introducir dichos datos de V vs I.

AV

3.84.2

7.920.18

10.5440.5

12.659.7

14.9480.2

17.53100

20.61120.5

24.66140.2

31.55160.5

39.8180.2

52200.2

67220.3

80.7235

Tabla N2: Tabla V vs I

Figura N3: Curva de Magnetizacin V vs I

6. Teniendo en cuenta las dimensiones del ncleo del transformador y asumiendo un nmero de vueltas en el devanado primario de 250 espiras, frecuencia 60 Hz, llenar la siguiente tabla considerando la tensin aplicada igual que en la tabla anterior.

B(Wb/m2)0.170.821.642.433.264.074.915.716.537.338.148.9669.565

H(A/m)3.677.6310.1712.1614.4216.9219.8923.830.4538.4250.1964.6777.89

(Hr/m)0.0460.1070.1610.1990.2260.2400.2460.23990.21440.1900.1620.1380.122

Tabla N3: Densidad de Flujo, Intensidad Magntica y Permeabilidad.

7. Con los datos obtenidos, dibujar la curva de magnetizacin en la hoja milimetrada o usando el Excel para obtener dicha curva caracterstica.

HB

3.670.17

7.630.82

10.171.64

12.162.43

14.423.26

16.924.07

19.894.81

23.85.71

30.456.53

38.427.33

50.198.14

64.678.966

77.899.565

Tabla N3: Tabla B vs H

Figura N4: Curva de Magnetizacin B vs H

8. Con los datos obtenidos en la tabla N3, dibujar la curva de permeabilidad magntica en la hoja milimetrada o usando el Excel para obtener dicha curva caracterstica.

H

3.670.096

7.630.107

10.170.161

12.160.199

14.420.226

16.920.24

19.890.246

23.80.2394

30.450.2144

38.420.19

50.190.162

64.670.138

77.890.122

Tabla N4: Tabla H vs

Figura N5: Curva de Permeabilidad Magntica H vs

Figura N6: Circuito Terminado

CUESTIONARIO

1. Explique usted como se obtiene experimentalmente la curva de magnetizacin.

Mediante mtodos, formulas y datos tomados experimentalmente:

Dnde:

H: Intensidad de campo magntico (amperios-vuelta / metro)N: Numero de vueltas del devanadolm: Longitud media del anillo ferromagntico (metros) I: Intensidad del

Dnde:

Bmax: Induccin magntica Vef: Voltaje eficazN: Nmero de vueltas del devanadof: Frecuencia angular de la tensin (ciclo / s)A: Seccin transversal del anillo ferromagntico ()

Grafico B x H

Curvas de magnetizacin de Nueve Materiales ferromagnticos Diferentes, Mostrando el efecto de saturacin. 1. Hoja de acero, 2.Acero al silicio, 3.Acero de crisol, 4.Acero al tungsteno, 5.Acero magntico, 6.Hierro de crisol, 7.Nquel, 8.Cobalto, 9.Magnetita.

2. Para qu sirve la predeterminacin de la curva de magnetizacin

Mediante las Curvas podemos obtener indirectamente la relacin entre el Flujo magntico (B) e intensidad de campo magntico (H) y facilitarnos en el Anlisis.La curva de histresis nos indica que tan buen material tenemos para conducir corriente.

3. Si la fuente de energa (conversor) fuera de menor potencia que el transformador, se podr realizar la experiencia?

Se Puede Realizar la experiencia pero no se podr visualizar el efecto de curva de magnetizacin.

OBSERVACIONES

Idealmente, el valor mnimo y mximo de voltaje son 0 y 220 Voltios respetivamente; pero experimentalmente los valores resultaron 4.2 y 235 Voltios respectivamente, por lo tanto toda la experimentacin se realiz con estos valores.

Los valores obtenidos por los instrumentos son valores eficaces, por lo tanto se utilizaron las ecuaciones eficaces de la densidad del flujo, intensidad magntica y la permeabilidad.

El nmero de vueltas en el devanado primario de 250 espiras y la frecuencia 60 Hz son meramente suposiciones que afectan la exacta obtencin de los valores reales, pero no afectan en la comparacin y confirmacin de las curvas de magnetizacin y permeabilidad magntica.

CONCLUSIONES

A partir de pruebas experimentales se determina las caractersticas de magnetizacin del material.

La curva de histresis nos indica que tan buen material tenemos para conducir corriente.

Mayor cantidad de prdidas por histresis, mayor ser el consumo de energa.UNIVERSIDAD TECNOLGICA DEL PER15