Materiales y circuitos maganéticos
El bicho SiuuuTarea1 de Octubre de 2023
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Maquinas Eléctricas Ingeniería Eléctrica UNSAAC
CAPITULO II
MATERIALES Y CIRCUITOS MAGANETICOS
- Materiales Magnéticos
De acuerdo a sus propiedades magnéticas se clasifican en tres grupos: a Materiales fuertemente magnéticos o ferromagnéticos
b Materiales paramagnéticos# $ c Materiales Diamagnéticos
Los materiales ferromagnetismo son los más importantes en el proceso de magnetizaci(n)
*ueden adquirir su imantaci(n en los campos magnéticos libres)
*ueden con+ertirse en imanes permanentes# es decir conser+an la imantaci(n)
*ueden generar las líneas de flujo con ma$or facilidad)
Su permeabilidad relati+a es alta ma$or a 1)
Estos materiales se usan en los circuitos magnéticos)
En contraste# en los materiales paramagnéticos como en diamagnéticos la imanaci(n que adquieren es proporcional al campo# siendo mu$ débil en el primero
$ débil / negati+o en el segundo# en resumen no buenos conductores del flujo magnético $ a +eces se emplea como aislante negati+os# por lo que la permeabilidad relati+a es apro0imadamente igual a la unidad entonces no contribu$en ma$ormente en la producci(n del flujo magnético)
. Materiales Ferromagnéticos#
A los circuitos magnéticos les corresponde la funci(n de lle+ar el flujo magnético por un determinado camino reduciendo así su dispersi(n)
*ara ello se usa como n1cleo a los materiales ferromagnéticos puesto que
ofrecen altas facilidades a la circulaci(n de los flujos magnéticos que el aire circundante)
Los materiales ferro magnéticos tiene +alor de permeabilidad relati+a mu$
ma$ores a la unidad)
Contribu$en notablemente a la obtenci(n de altas densidades de flujo con intensidades de campo relati+amente peque2os)[pic 1]
B =
m H
�= �
pequeña
[pic 2] Los materiales ferro magnéticos que se encuentran en la naturaleza son: El 3ierro# níquel $ el cobalto)[pic 3][pic 4]
Entre estos el de ma$or uso es el 3ierro $ sus aleaciones son los otros dos)
4ierro puro: es un material e0ento de elementos e0tra2os $ tiene propiedades magnéticas e0celentes)
Acero / silicio: 5ue contiene un porcentaje de 6#7 al 89 de silicio que al recibir
tratamiento térmico# obtiene una ma$or permeabilidad $ al mismo tiempo toma resistencia eléctrica)
Acero laminado en frio:
Ing) i ll$ Mo rales Ala rc(n *ág) 1
[pic 5][pic 6]
Maquinas Eléctricas Ingeniería Eléctrica UNSAAC[pic 7]
Acero fundido:
4ierro fundido:
*ermeabilidad magnética del material ;<: Es un coeficiente que representa la facilidad relati+o que presenta un material para que en el se establezca un campo magnético# cu$a unidad es el 3enrio por metro ;4r=m)
*ermeabilidad del espacio libre ;<o $ su +alor es:[pic 8]
m o
= 4p x10
-7
Hr / m
*ermeabilidad relati+a de un material ;<r: Es la relaci(n entre su permeabilidad
$ la del espacio libre)
mr [pic 9]
=
m m 0
� m = mr
m0
La permeabilidad relati+a del material sir+e para comparar la facilidad con que
puede magnetizar los diferentes materiales)
*or ejemplo los aceros utilizados en las máquinas tienen permeabilidad relati+a de 7666 a >666 $ aun mas# esto significa que para una cantidad de corriente# en una pieza de acero# se establecerá un flujo de 7666 a >666 a +eces ma$or que en una superficie igual a la del espacio libre)
@[pic 10][pic 11]
N1cleo de
3ierro No [pic 12] saturado
@adicional
N1cleo de 3ierro saturado
@
@adicional
Densidad de flujo magnético
B B B[pic 13]
m =
H
m = m
r m =
H [pic 14]
mr
=
m 0 H
[pic 15][pic 16]$. Características &e los materiales magnéticos#
Las propiedades magnéticas son e0tremadamente +ariables seg1n la composici(n química de los fierros $ de los ceros# sus propiedades físicas# etc# por ejemplo# cuatro o cinco milésimos por ciento de manganeso)
[pic 17]
Ing) i ll$ Mo rales Ala rc(n *ág) 7
[pic 18][pic 19]
Maquinas Eléctricas Ingeniería Eléctrica UNSAAC[pic 20]
Las propiedades magnéticas de los materiales son medidos por las llamadas cur+as características $ son:
- Cur+a de saturaci(n o de magnetizaci(n: que responde la relaci(n de la
densidad de flujo magnético ;B contra la intensidad de flujo magnético ;4# llamado también cur+a B4)
- El lazo 4istéresis: 5ue muestra la relaci(n instantánea entre la densidad de flujo
;B $ la intensidad ;4 en un ciclo completo de operaci(n)
II.$.1. Cur(a &e saturaci)n o &e magneti*aci)n#
La característica principal de los[pic 21][pic 22][pic 23][pic 24][pic 25][pic 26]
materiales magnéticos es su Lm
comportamiento magnético que se resume en su CUA DE MAFNEGIHACIN que resulta de
graficas la ecuaci(n: B =
m H #
donde la permeabilidad
magnética < del n1cleo es considerada constante o lineal solo en la zona J no saturadaK)
NI �
H �= ==== � [pic 27]
B m H
lm
B;b=m7[pic 28]
b c
a
/ a: regi(n no saturada abc: regi(n saturada
Como
f = B. A y NI =
Hlm #
4;A=m
[pic 29][pic 30]
resulta fácil obser+ar que# para un n1cleo dado# la intensidad magnetizante 4 es directamente proporcional a la fuerza magnetizante ;NI $ que la densidad de flujo ;B es directamente proporcional al flujo ;@) *or lo tanto la relaci(n ;@ +s NI[pic 31][pic 32]
tiene la misma forma que la cur+a B4:
Ing) i ll$ Mo rales Ala rc(n *ág) L
[pic 33][pic 34]
[pic 35][pic 36]
Maquinas Eléctricas Ingeniería Eléctrica UNSAAC[pic 37]
Unidades empleadas en electromagnetismo:
[pic 38][pic 39]
Factores &e con(ersi)n#
[pic 40][pic 41]
II.$.. El ciclo &e +istéresis#
Cuando aplicamos corriente alterna a los de+anados del n1cleo# resulta que la cantidad de flujo magnético presente en el n1cleo depende no solamente de la cantidad de corriente aplicado# sino también de la 3istoria pre+ia del flujo en el n1cleo# es decir# los materiales ferromagnéticos tienen peque2as regiones llamadas JdominioK# las que se orientan en la direcci(n del campo creado por la corriente aplicada creando así un flujo interno propio $ permanente# a medida que este aumenta ma$or será la oposici(n a la generaci(n del flujo por la fuerza magneto motriz e0terior ;fmmONI)[pic 42][pic 43][pic 44]
...