Medidas Electronicas Histeresis
Enviado por predicador11 • 27 de Agosto de 2014 • 1.283 Palabras (6 Páginas) • 204 Visitas
VISULALIZACION DEL CICLO DE HISTERESIS
DETERMINACION DE PERDIDAS POR HISTERESIS
GENERALIDADES
:
Cualquier elemento eléctrico construido con núcleo magnético estará influido en su balance
energético por las pérdidas en el hierro. Estas son de
bidas a la histéresis magnética y a las
corrientes de Foucault. Se puede determinar una cifra de perdidas o perdidas especificas para
cada tipo de material magnético, es decir, la potencia activa gastada en generar dichas
pérdidas por kilogramo de materia
l. Coma ambas perdidas dependen de la frecuencia y de la
inducción, habrá que decir a que valores de estos parámetros se ha ensayado la chapa para
dar los vatios por kilogramo (W /Kg) de material que tiene de perdidas. Este ensayo se
realiza con el apara
to de Epstein, con este método se pueden hallar no solo los (W / Kg) de
perdidas a una inducción y frecuencia determinada, sino las pérdidas por histéresis y por
Foucault por separado.
En esta práctica se utiliza el osciloscopio para visualizar el ciclo
de histéresis y determinar las
perdidas por histéresis del material a ensayar.
En máquinas eléctricas tales como transformadores y motores, se presentan piezas de
material magnético ubicadas en campos magnéticos de sentido variable, es decir, la excitac
ión
magnética H aumenta desde cero hasta su valor máximo en un sentido, luego se anula y
aumenta hasta el mismo valor máxima pero en sentido contrario, repitiéndose hasta que la
maquina se detenga. La densidad de flujo B en el interior del hierro también
cambia de
sentido pero describiendo una curva cerrada en el plano B
-
H denominada
Ciclo de Histéresis
Consideremos una bobina de longitud L y sección transversal S posee un arrollamiento de N
espiras y circula por el mismo la corriente i. El núcleo de la
bobina es de material ferro
-
magnético.
L
S
i
El valor de la excitación magnética esta dado por
L
i
N
H
⋅
=
Supongamos que en un tiempo dt la corriente que circula por la bobina se incrementa de i a
(i+di),
esto origina el incremento dH de la excitación magnética, incremento dB de la
densidad de flujo y un incremento
dB
A
d
⋅
=
Φ
del flujo.
Debido al incremento del flujo se origina en la bobina una fuerza electromotriz inducida, cuyo
valor es:
∫
∫
⋅
⋅
=
=
⋅
=
⋅
=
Φ
−
=
dB
H
L
S
W
dW
W
dt
P
dw
i
e
p
dt
d
N
e
UTN FRM MEDIDAS ELECTRÓNICAS I
Página
2
de
7
Este desarrollo vincula: potencia, energía instantánea y la energía total suministrada en un
ciclo. El símbolo
∫
(integral cerrada) significa que la integral se realiza en el plano B
-
H a lo
largo del ciclo de h
istéresis. La integral corresponde al área del ciclo y SL es el volumen de la
bobina.
Entonces las perdidas por histéresis serán la energía perdida en un ciclo por el numero de
veces que este se repite en un segundo, es decir por frecuencia, ya que la pot
encia perdida es
igual a la energía perdida un segundo.
Como vemos las perdidas por histéresis son proporcionales al área de ciclo, por ejemplo, el
núcleo de un transformador, es deseable que el ciclo de histéresis del material sea estrecho, a
fin de red
ucir estas perdidas.
Con el método del osciloscopio solo se puede hallar las perdidas
por histé
resis, y no es
suficiente dato para definir la calidad de una chapa magnética. Por ello siempre necesitaremos
recurrir a un ensayo mas completo como el del apar
ato de Epstein.
Debido a que
el osciloscopio es de naturaleza voltimétrica, se toman ten
siones proporcionales
a B y a H en una muestra del material a ensayar y con ellas se excitan ambos canales, de esta
manera obtenemos el la
pantalla el ciclo de histére
sis que sirve de base para determinar las
perdidas .
Resolución del ciclo de histéresis
:
Vamos a analizar en detalle el circuito eléctrico de la figura. Que deberemos armar para
obtener en la pantalla del osciloscopio el ciclo:
Núcleo a ensayar
PDV
Rc
Zo
PDH
220 v
C
R1
Obtención de la excitación magnética H
El transformador trabaja en vacío
puesto que la carga del secundario consume muy poca
corriente. Por ello diremos que la corriente que
circula por el primario es la corriente de
vacío y la denominaremos 1
0
.
Tomado una tensión que sea
proporcional a I
0
con el objeto de poder aplicarla al osciloscopio
conservando 1o mas fielmente posible la forma de onda .Con esto vamos a obtener en la
pa
ntalla la magnitud excitación H puesto que I
0
es proporcional a ella. Para lograrlo
colocamos en el circuito del primario del transformador una resistencia R
1
que proporcionara
una caida de tensión U
1
con la que alimentaremos el canal horizontal del oscilo
scopio. El
valor de R
1
1o elegimos teniendo en cuenta que la autoinductancia del bobinado primario
debe manejar o imponer
la
forma de onda de corriente. Como sabemos la bobina por tener un
núcleo magnético no es un ,elemento lineal , por tanto no cumple es
trictamente la ley de Ohm.
Es decir que el valor de impedancia que presenta una bobina con núcleo de hierro depende de
la tensión aplicada a sus bornes. Si fuera con núcleo de aire la autoinducción es constante
UTN FRM MEDIDAS ELECTRÓNICAS I
Página
3
de
7
cualquiera sea el valor de tensión. En este
caso a incrementos iguales de tensión corresponden
incrementos proporcionales de corriente, no ocurre así cuando la bobina es con núcleo de
hierro.
Si la. resistencia R
1
...