1. República Bolivariana de Venezuela Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Extensión-Barcelona Maquinas Electricas I CIRCUITOS MAGNETICOS. Profesora: Integrante: Ranielina Rondon Freivis La Rosa C.I: 20.419.286 2. INTRODUCCION Un circuito magnético, es un conjunto de dispositivos destinados a crear un campo magnético en una determinada parte del espacio. Generalmente está compuesto por una bobina, por la cual se hace circular una corriente la cual origina el campo magnético mencionado, un núcleo de material ferromagnético y un entrehierro. 3. ANALIZAR EL CIRCUITO MAGNETICO IDEAL CON EXCITACIÓN CONSTANTE. Si tenemos una bobina con un núcleo magnético y alimentamos la misma con una fuente de corriente continua, una vez que se establezca el régimen permanente, el valor de la corriente se mantendrá constante y su valor dependerá exclusivamente de la resistencia óhmica de dicha bobina y del valor de la tensión aplicada. El valor de la intensidad de campo magnético estará dado por la expresión: Mediante la curva de imanación del material del núcleo, podemos obtener la inducción magnética, y por lo tanto el flujo magnético correspondiente. La relación entre el flujo magnético y la fuerza magnetomotriz aplicada está dada por: Ejercicio: Tomamos el circuito en el cual tenemos un núcleo macizo, y necesitamos obtener un flujo magnético de valor “” en el mismo, conociendo las dimensiones geométricas, la curva de imanación del material y la cantidad de espiras de la bobina excitadora. 4. El proceso de cálculo es el siguiente: a) Cálculo de la longitud media del circuito magnético: Lm = 2 (b-a) + 2 (h-d) b) Cálculo de la sección del hierro: SFe = a. e (lo tomamos constante para todo el circuito, caso contrario se deberá efectuar el cálculo para cada tramo en forma análoga) c) Con el flujo magnético como dato hallamos la inducción magnética: d) Con el valor de la inducción magnética y la curva B = f (H) característica del material ferromagnético, obtenemos el valor de la intensidad de campo magnético. e) Calculamos la corriente necesaria: EFECTO SIN ENTRE HIERRO Al tener un entrehierro en el núcleo, la reluctancia del circuito magnético, se hace mucho más grande que en el caso anterior. Dado que la corriente no varía, tampoco lo hará la fuerza magnetomotriz (Fmm = N. ICC), motivo por el cual el flujo magnético se verá reducido, ya que su valor depende de la reluctancia total que está dada por: 5. EFECTOS DE SATURACION EN UN CIRCUITO MAGNETICO CON EXCITACIÓN CONSTANTE. La saturación se produce para el mayor valor posible de la inducción. Así el flujo magnético circulará más fácilmente por él y, además, se necesitará un volumen menor de material Ferromagnético con la consiguiente reducción de las pérdidas magnéticas. La corriente de excitación depende del grado de saturación del núcleo. CIRCUITO MAGNETICO IDEAL CON EXCITACIÓN SENOIDAL. Si la bobina del circuito magnético anterior lo excitamos con una fuente de tensión alterna senoidal, sucede lo siguiente: a) Al aplicar una tensión senoidal la fuerza electromotriz de autoinducción en la bobina también es senoidal y del mismo valor que la tensión aplicada (no se tiene en cuenta el flujo disperso ni la resistencia óhmica del conductor de la bobina). U = E b) Esta fuerza electromotriz está relacionada con el flujo magnético, a través de la ley de Faraday: c) Al ser la fuerza electromotriz senoidal, también lo es el flujo magnético. d) La relación entre el valor eficaz de la tensión aplicada y el flujo magnético está dada por la expresión ya vista y que es la siguiente: 6. e) La corriente que circula por la bobina está relacionada con el flujo magnético a través del ciclo de histéresis, con lo que la misma no es senoidal, siendo la forma de la misma la que se observa en la figura. REACTANCIA DE DISPERCION EN LOS CIRCUITOS MAGNETICOS. Se conoce como flujo disperso el cual se puede situar como un canal de dispersión en donde, tal canal es la trayectoria de dispersión del flujo magnético que incluye los devanados y su espacio inmediato, así de acuerdo a su construcción y forma de los transformadores dependerá el espacio al cual se confinara el flujo de dispersión. Así al poder medir el área que comprende el canal de dispersión, podemos detectar deformaciones en los devanados, ya que al presentarse una deformación cambia la reluctancia de la trayectoria del flujo magnético, resultando un cambio en la reactancia de dispersión. Por otra parte la reactancia de dispersión realiza una misión estimable porque limita la corriente de corto circuito, lo cual no solo protege al propio transformador contra su destrucción durante el tiempo necesario para que funcionen los dispositivos de protección, sino que aminora también el servicio de ruptura de los disyuntores y la perturbación de tensión en el resto del sistema. 7. Por consiguiente en la práctica no se construyen transformadores con la menor reactancia posible, sino que tienen que tener la reactancia suficiente para limitar la corriente de cortocircuito que va de 7 a 25 veces la corriente de plena carga, conforme a las condiciones de servicio. IMANES PERMANENTES. ANALIZAR LA FUERZA ATRACTIVA Y LA ENERGIA DEL CAMPO. a) La fuerza magnética sobre una partícula cargada es siempre perpendicular tanto al vector campo magnético. La fuerza magnética tiene las siguientes características. 𝐵 así como al vector velocidad ⃗, de la partícula. 𝑣 b) La magnitud de la fuerza magnética es directamente proporcional a la magnitud de, a la magnitud de la 𝐵 velocidad de la partícula V ⃗ y a la carga que lleva la partícula. 𝑣 ⃗ de la carga y al vector campo magnético V→. 𝑣 𝐵→. c) La magnitud de la fuerza atractiva es directamente proporcional al seno del ángulo entre el vector velocidad. d) La fuerza atractiva depende del signo de la carga puntual móvil. FORMAS DE REDUCIR LAS PERDIDAS TOTALES EN NUCLEOS MAGNETICOS. De todo lo que se ha ido estudiando en los párrafos anteriores se deduce que un circuito magnético donde haya variaciones en el campo magnético y, consecuentemente, aparezcan pérdidas en el hierro, se debe reducir de esta manera: 8. El material usado debe tener un ciclo de histéresis lo más pequeño posible, luego debe ser un material magnéticamente blando. Así sucederá que el área encerrada dentro del ciclo será pequeña y se reducirán las pérdidas por histéresis. El material empleado para construir el circuito magnético debe tener una baja conductividad eléctrica σ o, lo que es equivalente, una alta resistividad eléctrica. De esta manera se consigue reducir el valor de las pérdidas por corrientes de Foucault. El circuito magnético no será macizo sino que se construirá apilando chapas de pequeños espesor, aisladas entre sí y colocadas de tal manera que su plano sea paralelo al campo magnético. ANALIZAR LA FUERZA ATRACTIVA Y LA ENERGIA DEL CAMPO MAGNETICO. d) La fuerza magnética sobre una partícula cargada es siempre perpendicular tanto al vector campo magnético. La fuerza magnética tiene las siguientes características. 𝐵 así como al vector velocidad ⃗, de la partícula. 𝑣 e) La magnitud de la fuerza magnética es directamente proporcional a la magnitud de, a la magnitud de la 𝐵 velocidad de la partícula V ⃗ y a la carga que lleva la partícula. 𝑣 ⃗ de la carga y al vector campo magnético V→. 𝑣 𝐵→. f) La magnitud de la fuerza atractiva es directamente proporcional al seno del ángulo entre el vector velocidad. d) La fuerza atractiva depende del signo de la carga puntual móvil. 9. BIBLIOGRAFIAS http://www.slideshare.net/torimatcordova/fuerza-magnetica-y-campo-magnetico-14824026 http://personales.unican.es/rodrigma/PDFs/Circuitos%20magn.pdf http://www.slideshare.net/JoseSaenz5/capitulo-1-circuitos-magneticos-y-materiales-magneticos http://html.rincondelvago.com/magnetismo-y-electromagnetismo_1.html http://www4.frba.utn.edu.ar/html/Electrica/archivos/electrotecnia_1/apuntes/8_circuitos_magn eticos.pdf http://es.wikipedia.org/wiki/Magnetismo 10. CONCLUSION Se concluyó que los circuitos magnéticos son muy importantes para la construcción de transformadores, motores eléctricos, interruptores, etc. Que en todo circuito magnético se debe saber calcularla inducción magnética que ocasiona una corriente dada, en un arrollamiento determinado y sobre un núcleo de forma, material y dimensiones conocidas. También es necesario saber dimensionar un núcleo y un arrollamiento para producir una inducción magnética determinada.