Induccion electromagnetica

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  • INTRODUCCION ELECTROMAGNETICA

  • LEY DE INDUCCION DE FARADAY

  • LEY DE INDUCCION Faraday mostr que es posible inducir una Fem en un circuito utilizando un campo magntico variable. Los resultados de estos experimentos sirvieron como base para enunciar la Ley del Electromagnetismo que se conoce como la Ley de Induccin de Faraday

  • Tambin se descubri que cuando un conductor corta las lneas de flujo magntico se produce una fem (fuerza electromotriz) entre los extremos de dicho conductor.

    La direccin de la fem inducida depende de la direccin del movimiento del conductor con respecto al campo magntico.La magnitud de la fem es directamente proporcional a la rapidez con la que el conductor corta las lneas de flujo magntico.

  • induccinFaraday establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magntico que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde:donde es el campo elctrico, es el elemento infinitesimal del contorno C, es la densidad de campo magntico y S es una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del contorno C y que estn dadas por la regla de la mano izquierda.

  • Ejemplose coloca un conductor elctrico en forma de circuito en una regin en la que hay un campo magntico. Si el flujo F a travs del circuito vara con el tiempo, se puede observar una corriente en el circuito (mientras el flujo est variando). Midiendo la fem inducida se encuentra que depende de la rapidez de variacin del flujo del campo magntico con el tiempo.

  • induccinEl significado del signo menos, es decir, el sentido de la corriente inducida (ley de Lenz) se muestra en la figura mediante una flecha de color azul..

  • induccin

  • Introduccin a la ley de lenzLey de lenz que permite predecir el sentido de la fuerza electromotriz inducida en un circuito elctrico fue definida en 1834 por el fsico alemn Heinrich lenz.

  • La ley de lenzEstablece que una corriente producida en un circuito cerrado circula en una direccin tal que su propio campo magntico

  • Introduccin produce. El sentido de la corriente o de la fuerza electromotriz inducida es tal que sus efectos electromagnticos se oponen a la variacin del flujo del campo magntico que la

    Corriente del campo citado.

  • Regla de la mano derecha.Si el pulgar, el dedo ndice y el dedo medio de la mano derecha se coloca en Angulo recto entre si, apuntando con el pulgar en la direccin en la que se mueve el alambre y apuntando con el ndice en la direccin del campo (n a s), El dedo medio apuntara en la direccin de la corriente inducida.

  • habiendo analizado como se produce una Fem. inducida en un conductor.Cuando se le somete a la accin de un campo magntico variable a la direccin que toma esta corriente bajo la influencia del campo citado.

  • Al introducir el imn en el solenoide en ese extremo se origina un polo magntico de igual sentido que el del imn.

  • GENERADORES DE CORRIENTE A una mquina que convierte la energa mecnica en elctrica se le denomina generador, alternador o dinamo, Los generadores elctricos utilizan energa mediante trabajo y la transfieren la exterior por medio de una transmisin elctrica.

    Tanto los motores como los generadores tienen dos unidades bsicas: el inductor, que crea el campo magntico y que suele ser un electroimn, y la armadura o inducido, que es la estructura que sostiene los conductores que cortan el campo magntico y transporta la corriente inducida en un generador, o la corriente de excitacin en el caso del motor.

  • GENERADORES DE CORRIENTEALTERNA (CA).El generador de corriente alterna es un dispositivo que convierte la energa mecnica en energa elctrica. El generador ms simple consta de una espira rectangular que gira en un campo magntico uniforme. Comosedecaantes,un generador simple sin conmutador producir una corriente elctrica que cambia de sentido a medida que gira la armadura. Este tipo de corriente alterna es ventajosa para la transmisin de potencia elctrica, por lo que la mayora de los generadores elctricos son de este tipo.

  • En su forma ms simple, un generador de corriente alterna se diferencia de uno de corriente continua en slo dos aspectos: los extremos de la bobina de su armadura estn sacados a los anillos colectores slidos sin segmentos del rbol del generador en lugar de los conmutadores, y las bobinas de campo se excitan mediante una fuente externa de corriente continua ms que con el generador en s. Los generadores de corriente alterna de baja velocidad se fabrican con hasta 100 polos, para mejorar su eficiencia y para lograr con ms facilidad la frecuencia deseada. Los alternadores accionados por turbinas de alta velocidad, sin embargo, son a menudo mquinas de dos polos. La frecuencia de la corriente que suministra un generador de corriente alterna es igual a la mitad del producto del nmero de polos por el nmero de revoluciones por segundo de la armadura. Lacorrientequesegenera mediante los alternadores descritos aumenta hasta un pico, cae hasta cero, desciende hasta un pico negativo y sube otra vez a cero varias veces por segundo, dependiendo de la frecuencia para la que est diseada la mquina. Este tipo de corriente se conoce como corriente alterna monofsica. Sin embargo, si la armadura la componen dos bobinas, montadas a 90 una de otra, y con conexiones externas separadas, se producirn dos ondas de corriente, una de las cuales estar en su mximo cuando la otra sea cero. Este tipo de corriente se denomina corriente alterna bifsica.

  • Si se agrupan tres bobinas de armadura en ngulos de 120, se producir corriente en forma de onda triple, conocida como corriente alterna trifsica.

    Se puede obtener un nmero mayor de fases incrementando el nmero de bobinas en la armadura,

    la ingeniera elctrica moderna se usa sobre todo la corriente alterna trifsica, con el alternador trifsico, que es la mquina dinamoelctrica que se emplea normalmente para generar potencia elctrica.

  • Principio bsico de un generador de corriente alternada.

  • GENRADOR DE COORIENTECONTINUA (CC).En el GENERADOR DE CC, un momento de torsin externo origina una corriente elctrica. El CONMUTADOR invierte las conexiones de las escobillas dos veces por cada revolucin. Como resultado, la corriente pulsa pero nunca cambia de direccin. La fem de un generador de este tipo vara con el tiempo. Los generadores de cc de uso practico se disean con numerosas bobinas colocadas en varios planos, de tal modo que la fem generada es mayor casi constante. Los generadores de corriente continua funcionan normalmente a voltajes bastante bajos para evitar las chispas que se producen entre las escobillas y el conmutador a voltajes altos. El potencial ms alto desarrollado para este tipo de generadores suele ser de 1.500 voltios. En algunas mquinas ms modernas esta inversin se realiza usando aparatos de potencia electrnica, como por ejemplo rectificadores de diodo.

  • Losgeneradoresmodernos de corriente continua utilizan armaduras de tambor, que suelen estar formadas por un gran nmero de bobinas agrupadas en hendiduras longitudinales dentro del ncleo de la armadura y conectadas a los segmentos adecuados de un conmutador mltiple.

    Los campos de los generadores modernos se equipan con cuatro o ms polos electromagnticos que aumentan el tamao y la resistencia del campo magntico. En algunos casos, se aaden interpolos ms pequeos para compensar las distorsiones que causa el efecto magntico de la armadura en el flujo elctrico del campo.

    Elcampoinductordeun generador se puede obtener mediante un imn permanente (magneto) o por medio de un electroimn (dinamo). En este ltimo caso, el electroimn se excita por una corriente independiente o por autoexcitacin, es decir, la propia corriente producida en la dinamo sirve para crear el campo magntico en las bobinas del inductor. Existen tres tipos de dinamo segn sea la forma en que estn acoplados el inductor y el inducido: en serie, en derivacin y en combinacin.

  • A - Forma de onda de un generador de corriente continua de una sola espira

    B- Forma de onda con mas de una espira.

    Los generadores de corriente continua que poseen las usinas productoras de energa elctrica disponen de inducidos de gran nmero de espiras, y el motivo es evitar que cuando las delgas entran en accin cortando el ciclo de la corriente a los 180 grados la corriente producida en ese instante por el generador no sea cero,.

  • Principio bsico de un generador de corriente contina.

    En los generadores de corriente contina, en lugar de utilizar los citados anillos metlicos, para recoger la f.e.m. inducida se emplean dos medios anillos aislados ambos entre si y dispuesto en forma circular

  • TRANSFORMADOR

    Es un dispositivo que se encarga de transformar el voltaje de corriente alterna que tiene a su entrada en otro diferente que entrega a su salida.

  • Historia

    El aparato que aqu se describe es una aplicacin, entre tantas, derivada de la inicial bobina de Ruhmkorff o carrete de Ruhmkorff, que consista en dos bobinas concntricas. A una bobina, llamada primario, se le aplicaba una corriente continua proveniente de una batera, conmutada por medio de un ruptor movido por el magnetismo generado en un ncleo de hierro central por la propia energa de la batera. El campo magntico as creado variaba al comps de las interrupciones, y en el otro bobinado, llamado secundario y con mucho ms espiras, se induca una corriente de escaso valor pero con una fuerza elctrica capaz de saltar entre las puntas de un chispmetro conectado a sus extremos.

  • La razn de transformacin del voltaje entre el bobinado primario y el segundario depende del nmeros de vueltas que tenga cada uno. Si el nmero de vueltas del secundario es el triple del primario. En el segundario habr el triple de tensin.

    Razn de transformacin

  • Empleados en las subestaciones elctricas de la redes de transporte de energa elctrica. Con el fin de disminuir las prdidas por efecto Joule debidas a la resistencia de los conductores conveniene transportar la energa elctrica a larga distancia a tensiones elevadas, siendo necesario reducir nuevamente dichas tensiones para adapatarlas a las de utilizacin.

    Transformador elevador/reductor de tensin.

  • Proporciona aislamiento galvnico entre el primario y el secundario, de manera que consigue una alimentacin o seal "flotante". Suele tener una relacin 1:1. Se utiliza principalmente, como medida de proteccin, en equipos que trabajan directamente con la tensin de red. Tambin para acoplar seales procedentes de sensores lejanos, en equipos de electromedicina y all donde se necesitan tensiones flotantes entre s.Transformador de aislamiento.

  • Transformador trifsico.Tienen tres bobinados en su primario y tres en su secundario. Pueden adoptar forma de estrella (Y) (con hilo de neutro o no) o de tringulo () y las combinaciones entre ellas: -, -Y, Y- y Y-Y. Hay que tener en cuenta que an con relaciones 1:1, al pasar de a Y o viceversa, las tensiones varan.

  • Autotransformador.El primario y el secundario del transformador estn conectados en serie, constituyendo un bobinado nico. Pesa menos y es ms barato que un transformador y por ello se emplea habitualmente para convertir 220V a 125V y viceversa y en otras aplicaciones similares. Tiene el inconveniente de no proporcionar aislamiento galvnico entre el primario y el secundario.

  • Otros tipos de transformadores.Transformador de lnea o flyback. Se emplea en los televisores con TRC (CRT) para generar la alta tensin y la corriente para las bobinas de deflexin horizontal. Adems suele proporcionar otras tensiones para el tubo (enfoque, filamento, etc.).

    Transformador con diodo dividido. Es un tipo de transformador de lnea que incorpora el diodo rectificador para proporcionar la tensin contnua de MAT directamente al tubo. Se llama diodo dividido porque est formado por varios diodos ms pequeos repartidos por el bobinado y conectados en serie, de modo que cada diodo slo tiene que soportar una tensin inversa relativamente baja. La salida del transformador va directamente al nodo del tubo, sin diodo ni triplicador.

  • Transformador de pulsos. Es un tipo especial de transformador con respuesta muy rpida (baja autoinduccin) destinado a funcionar en rgimen de pulsos.

    Transformador de impedancia. Este tipo de transformador se emplea para adaptar antenas y lneas de transmisin (Tarjetas de red, telfonos...) y era imprescindible en los amplificadores de vlvulas para adaptar la alta impedancia de los tubos a la baja de los altavoces.

    Transformador hbrido o bobina hbrida. Es un transformador que funciona como una hbrida. De aplicacin en los telfonos, tarjetas de red, etc

    Otros tipos de transformadores.

  • Otros tipos de transformadores.Estabilizador de tensin. Es un tipo especial de transformador en el que el ncleo se satura cuando la tensin en el primario excede su valor nominal. Entonces, las variaciones de tensin en el secundario quedan limitadas.

    Transformador Electrnico: Este posee bobinas y componentes electrnicos. Son muy utilizados en la actualidad en aplicaciones como cargadores para celulares. No utiliza el transformador de ncleo en si, sino que utiliza bobinas llamadas Filtros de red y bobinas CFP (Corrector factor de potencia) de utilizacin imprescindible en los circuitos de fuente de alimentaciones conmutadas.

  • Otros tipos de transformadores.Transformador de Frecuencia Variable: Son pequeos transformadores de ncleo de hierro, que funcionan en la banda de audiofrecuencias. Se utilizan a menudo como dispositivos de acoplamiento en circuitos electrnicos para comunicaciones, medidas y control.

    Transformadores de medida: Entre los transformadores con fines especiales, los ms importantes son los transformadores de medida para instalar instrumentos, contadores y rels protectores en circuitos de alta tensin o de elevada corriente. Los transformadores de medida aslan los circuitos de medida o de rels, permitiendo una mayor normalizacin en la construccin de contadores, instrumentos y rels. Entre Otros.

  • MUCHAS GRACIAS POR TU ATENCIN!