Maquinas electricas

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Temas marcados para el parcial

Fuentes de campo magnético:

Un campo magnético tiene dos fuentes que lo originan:

Una es la corriente eléctrica de conducción, que da lugar a un campo magnético estático, si es constante.[pic 2]

La otra es una corriente de desplazamiento origina un campo magnético variante en el tiempo, incluso aunque aquella sea estacionaria.[pic 3]

La relación entre el campo magnético y una corriente eléctrica está dada por la ley de Ampere.

Ley de ampere:

La circulación de un campo magnético a través de una trayectoria cerrada es proporcional a la corriente abrazada por esa trayectoria

Ley de Faraday

Cuando una o varias espiras son atravesadas por un flujo magnético variable en el tiempo (ϕ), entre sus extremos se induce una fuerza electromotriz, cuyo valor está dado por la siguiente expresión:

dϕ E = N          

Dt

Este efecto se logra teniendo un flujo magnético variable en el tiempo y una espira en reposo, o bien un flujo magnético constante y una espira en movimiento de acuerdo a los siguientes esquemas[pic 4]

Flujo magnético variable en el tiempo[pic 5]

Flujo magnético constante

         [pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

Espira en                  Reposo[pic 11]

Espira en movimiento

Materiales magnéticos:

Con respecto a su naturaleza pueden ser neutros o remanentes.

Neutros: cuando al quitarle el campo magnético el material vuelve a su estado natural.

Remanentes: cuando se saca el imán permanente los polos quedan medianamente orientados y el material se convierte en imán. Es decir, se mantienen los estados de los dipolos una vez retirado el campo magnético.

Comportamiento frente a líneas de campo magnético.

Paramagnético: cuando algunas líneas de campo magnéticas se miden en el material.

µr>1 (1.001) (la permeabilidad relativa es mayor a 1)

Diamagnético: cuando las líneas del campo magnético intentan esquivar el material.

µr<1 (0.98)

A magnético: cuando el material resulta neutro a las líneas de campo.

µr=1

Ferro magnético: cuando las líneas del campo magnético “prefieren” atravesar el material.

µr>>>1 (5000)

Nota:

µ0= 4π*10^ (-7) [HY/m]        µ absoluta= µ0*µr

Esas clasificaciones auxilian en la elección del material a ser utilizado según la trayectoria que desee que tenga las líneas de campo magnético.

µr es la capacidad que un material tiene para atraer o no líneas de campo magnético en comparación con el vacio.

Ciclo de hysteresis[pic 12][pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18][pic 19]

Magnetismo remanente: cuando a un material se le induce una corriente por primera vez queda imantado permanentemente. Fuerza coercitiva: es la fuerza que necesito para que el material deje de tener magnetismo. Si dejo de efectuar esta fuerza, vuelve a aparecer el magnetismo remanente. El ancho de la curva de histéresis depende del material, cuanto más angosto es mejor el material para poder cumplir el ciclo de saturación y llegar a los picos de flujo para aprovechar el material como núcleo del transformador.[pic 20]

Φ= Fmag motriz /R (si R = cte.) ΣΦ=0.

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I=V/R        Sección        L. Media

Si tomamos un circuito magnético como el de la figura 4.11, y suponemos que el flujo magnético originado por la bobina, se canaliza totalmente por el núcleo

Esto es válido si la reluctancia del circuito magnético se mantiene constante.

Podemos observar que hay una cierta analogía entre los circuitos magnéticos y los circuitos eléctricos, las cuales se encuentran resumidas en el siguiente cuadro:

Fuerza electromotriz inducida:

Ley de faraday- Lenz

Cuando una o varias espiras son atravesadas por un flujo magnético variable en el tiempo, entre sus extremos se induce una fuerza electromotriz E= B * L * V.

Ese efecto se logra teniendo un flujo magnético variable en el tiempo y una espira en movimiento. En ambos casos el flujo magnético concatenado por la espira es variable en el tiempo.

Nota: el signo del Fem; es tal que haga circular una corriente que genere un flujo magnético de sentido opuesto al que le dio origen.

También se puede aplicar a un conductor en movimiento dentro de un campo magnético uniforme.

[pic 24][pic 25][pic 26][pic 27][pic 28]Ej.: En un campo magnético cte. Desplazar un hilo conductor de velocidad “V”.

E[pic 29][pic 30]

R        V[pic 31]

Dentro de un solenoide desplazar un imán permanente generando así un campo magnético variable.

I[pic 32][pic 33][pic 34][pic 35][pic 36]

+        E        -

Femi= e=- B*L*V} ley de Faraday.

Resumen:

Una carga variable genera un flujo variable. Femi se opone a la fuerza que la genera.

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