MAQUINAS ELECTRICAS

MAQUINAS ELECTRICAS

INTRODUCCION A LAS MAQUINAS ELECTRICAS.

EDWIN GREGORIO DOMINGUEZ RODRIGUEZ

egdominguez@misena.edu.co

RESUMEN: este informe tiene como objetivos introducir a los estudiantes en el tema de la maquinas eléctricas y conocer los conceptos fundamentales de cada elemento considerado como una maquina eléctrica.

PALABRAS CLAVE: iman, motores, electrica, ferromacneticos, bobinas.

ABSTRACT: The summary should be written in Arial, 9

Pts, italic and justified in the column on the left side as shown in this document. It should use the word ABSTRACT as the title in capital letters, Arial, 9 Pts, italic, bold and simple space. As requested for the document is based in part on the formats used for documents of the IEEE. The abstract should not exceed

150 words and should state what was done, as was done, key findings and their significance. Do not cite

references in the abstract, or delete the blank on the

summary. Leave two spaces after the ABSTRACT, to start with the text of the article.

KEY WORDS: We suggest no more than four words or short phrases in alphabetical order, separated by commas, representing the report.

1 INTRODUCCIÓN

Este escrito tiene definiciones de elementos fundamentales que contienen las maquinas eléctricas, explicación de cada componente, imágenes y ecuaciones que se requiere para introducirnos a conocer e identificar las maquinas eléctricas.

2 DEFINA EXPLIQUE Y COLOQUE LAS RESPECTIVAS GRAFICAS DE LOS SIGUIENTES ITEMS

2.1 IMAN PERMANENTE

Se define un imán como el objeto que puede producir un campo magnético exterior y atraer el hierro. Todos los imanes tienen un polo Norte (N, Azul) y un polo Sur (S, Verde), que podemos identificar con una simple brújula. Teniendo en cuenta que la aguja de la brújula apunta hacia el polo norte magnético de la Tierra, es decir, cuando acercamos un imán permanente a una brújula, la aguja apuntará hacia el polo Norte del imán permanente.

Alternativamente, podemos identificar la polaridad de un imán permanente, suspendiéndolo de un hilo fino, de forma que pueda girar libremente, y por tanto, orientarse según el campo magnético terrestre. Entonces, sólo tenemos que tener en cuenta que: El polo Norte atrae al polo Sur y repele al polo Norte, El polo Sur atrae al polo Norte y repele al polo Sur, es decir, los polos opuestos se atraen y los iguales se repelen. Por lo que la cara del imán que quedará mirando hacia el polo NORTE TERRESTRE corresponde el polo SUR del IMÁN y la cara que quedará hacia el polo SUR TERRESTRE corresponde al polo NORTE del IMÁN.

2.1.1 Tipos de imanes.

ALNICO.- Fabricados por fusión/sinterización, compuesto por un 8% de Aluminio, un 14% de Níquel, un 24% de Cobalto, un 51% de Hierro y un 3% de Cobre. Son lo que presentan mejor comportamiento a temperaturas elevadas, aunque son susceptibles de des magnetización. Tienen la ventaja de poseer un buen precio, aunque no tienen mucha fuerza.

Cerámicos o de Ferrita.- Fabricados con Bario y Estroncio. Están compuestos de aproximadamente un 80 % de Óxido de Hierro y de un 20% de Óxido de Estroncio (óxidos cerámicos). Son resistentes a muchas sustancias químicas, disolventes y ácidos. Pueden trabajar a temperaturas de -40 º C a 260º C. Las materias primas son de fácil adquisición y de bajo coste. Son resistentes a muchas sustancias químicas, como por ejemplo a los disolventes, lejías, y ácidos débiles.

De Tierras Raras.- Son metálicos, con una fuerza de 6 a 10 veces superior a los materiales magnéticos tradicionales, y con temperaturas de trabajo varían según el material. En Neodimio, su temperatura de trabajo puede llegar de 90ºC hasta 150ºC, en Samario-Cobalto, pueden llegar hasta 350ºC. La utilización de estos imanes está condicionada por la temperatura. Para evitar problemas de oxidación en los Neodimio, se recubren según necesidades, los imanes de Samario no presentan problemas de oxidación.

2.1.2 Aplicaciones.

Las aplicaciones más típicas y a las que estamos acostumbrados són: altavoces, motores y generadores de imán permanente, puertas de neveras, etc ... Pero los imanes permanentes tienes otras aplicaciones sorprendentes, a las que no estamos tan acostumbrados como son el ahorro de combustible y detergente, ademas de la MagnetoTerapia para cuidar de nuestra la salud y el crecimiento de animales y plantas.

Ahorro de combustible.

Aplicando un campo magnético para ionizar el combustible que alimenta utilizados en aparatos de combustión podemos obtener una combustion más completa, reduciendo la emisión de contaminantes y mejorando la eficiencia, con lo que obteniendo un ahorro de combustible.

Ahorro de detergente.

¿Qué ocurre si introducimos un imán dentro de la lavadora junto con la ropa?

Con el movimiento de rotación del imán permanente en el tambor de la lavadora, se liberan electrones que ionizan el oxígeno. Esta forma de oxígeno es un limpiador totalmente natural que disuelve la suciedad y los compuestos orgánicos. Se desasocian los grupos de moléculas de agua, produciendo grupos individuales más pequeños que penetran más fácilmente en los tejidos y eliminan la suciedad. El agua adquire una mayor capacidad de disolución, por lo facilita la limpieza de los tejidos. Incrementa la cantidad de iones OH que reducen la tensión superficial del agua incrementando su poder de penetración. Los detergentes normales utilizan este mismo principio de funcionamiento, pero con productos químicos, que pueden ser perjudiciales para la salud.

Para evitar acumulaciones de cal.

En el mercado se pueden encontrar "aparatos" que eliminan los problemas con el agua calcàrea, sin eliminar los compuestos minerales del agua. Dichos "aparatos" eliminan las acumulaciones de cal de la instalación, que se disuleven al aplicar un campo magnético.

Estos "aparatos" están constituidos simplemente por uno o varios imanes permanentes (normalmente cerámicos) con un soporte que permite fijarlos fácilmente a la tubería de entrada de agua de culquier instalación. Este tipo de dispositivos no requiere ningún tipo de mantenimiento, ya que no tiene partes móviles ni requiere ningún producto que se consuma con su funcionamiento, simplemente hay que instalarlo en la entrada de agua de calentadores y lavadoras. Ya que, dichos aparatos son los más propensos a las acumulaciones de cal, especialmente en las resistencias que utilizan para calentar el agua.

2.1.3 Definiciones.

Densidad.-Peso específico, indicado en g/cm3 o kg/dm3.

Densidad de energía (B*H).-Es el producto entre la inducción magnética (B) y la fuerza de campo (H).

Flujo magnético .- Cantidad de líneas de fuerza en un área determinada.

Fluxómetro.-Aparato utilizado para medir el flujo magnético.

Fuerza de campo coercitivo (Hcj).- Fuerza que hay que aplicar para que un elemento magnetizado hasta la saturación regrese a cero.

Gasómetro.- Aparato utilizado para medir la inducción magnética.

Gauss (G).- Unidad de medida de la inducción magnética. 1 G = 10^4 T, 1 mT = 10 G.

Imán permanente.- Es aquél que mantiene su magnetismo después de la magnetización.

Imantación (magnetización).- Aplicación de un campo magnético más de tres veces más fuerte que el campo coercitivo del elemento a magnetizar Hcj.

Inducción (B).- Densidad de líneas magnéticas.

Inducción magnética.- Flujo por unidad de área normal a la dirección del campo magnético.

Líneas de campo.- Representan el campo magnético, visualizandose mediante limaduras de hierro.

Magnetismo.- Los electrones que se mueven alrededor de los núcleos de los átomos generan un momento (o fuerza) magnética.

Maxwell.- Unidad de medida de flujo magnético.

Oersted (Oe).- Unidad de medida de campo magnético.

Polo magnético.- Lugar por donde entra (Sur) o sale (Norte) el flujo magnético de un imán.

Temperatura de trabajo.- Temperatura máxima a la que podemos exponer el imán sin que pierda magnetismo.

Temperatura de Curie.- Temperatura a la cual un imán pierde su magnetismo.

Tesla (T).- Unidad de medida de inducción magnética. 1 mT = 10 G, 1 G = 10^4 T.

Weber (Wb).- Unidad de medida de flujo magnético. 1Wb = 10^(-8) Maxwell.

2.2 ELECTROIMAN

El electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica, desapareciendo en cuanto cesa dicha corriente. En 1819, el físico danés Hans Christian Ørsted descubrió que una corriente eléctrica que circula por un conductor produce un efecto magnético que puede ser detectado con la ayuda de una brújula. Basado en sus observaciones, el físico Estadounidense Joseph Henry inventó el electroimán en 1825. El primer electroimán era un trozo de hierro con forma de herradura envuelto por una bobina enrollada sobre él. Henry envolvió los cables por los que hizo circular la corriente de una batería. Henry podía regular su electroimán, lo que supuso el principio del uso de la energía eléctrica en máquinas útiles y controlables, estableciendo los cimientos para las comunicaciones electrónicas a gran escala.

La corriente (I) fluyendo por un cable produce un campo magnético (B) en torno a él. El

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