CIRCUITOS MAGNETICOS
CIRCUITOS 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 rea
PERMEABILIDAD DEL VACIO
DENSIDAD DEL FLUJO MAGNETICO EN UN CONDUCTOR
DENSIDAD 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 Norte
FUERZA 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 GENERADOR
LEY 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 NUCLEO
NOTA:
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
TRANSFORMADORES
CLASIFICACION DE LOS TRANSFORMADORES DE ACUERDO A SU VOLTAJE DE ALIMENTACIONTRANSFORMADORES MONOFASICOSTRANSFORMADORES TRIFASICOS
REDUCTOR DE VOLTAJEELEVADOR DE VOLTAJE
PUNTO MEDIOMULTIPLES SALIDASSALIDA
PARTES PRINCIPALES DE UN TRANSFORMADOR MONOFASICO
FIGURA DE TRANSFORMADORES MONOFASICOS
FIGURA DE TRANSFORMADOR TRIFASICO
TRANSFORMADOR MONOFASICO
PLACA CARACTERISTICAS DE UN TRANSFORMADOR