CIRCUITOS MAGNETICOS

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curso bsico de circuitos magnticos

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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