Ley de Faraday La de Induccion Electromagnetica

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CONTENIDO PGINASJUSTIFICACIN3OBJETIVO3ACRNIMOS Y/O NOTACIONES4NOTACIONES4RESUMEN5INTRODUCCIN6CIRCUITOS MAGNTICOS7LA CONVERSIN DE ENERGA ELECTROMECNICA7FIGURA (1-1) energa mecnica a energa elctrica y viceversa.7LEY DE OERSTED8LA REGLA DE FLEMING8FIGURA (1-3). FIGURA (1-4).8LEY DE LENZ9La induccin electromagntica10Corriente inducida10LEY DE FARADAY LA DE INDUCCIN ELECTROMAGNTICA10FIGURA (1-6).10FIGURA (1-7).11MATERIALES MAGNTICOS Y SUS PROPIEDADES11Figura (1-8)11FIGURA (1-9)12Ferromagnticos12FIGURA (1-10)12FIGURA (1-11)13FIGURA (1-12)13Paramagnticos13FIGURA (1-13)13Diamagnticos14FIGURA (1-14) Cobre.14FIGURA (1-15) Oro14FIGURA (1-16) Plata14

Circuitos magnticos15FIGURA (1-17)15Circuito15Magntico15Campo magntico15Circuito magntico15Lneas de fuerza15Flujo15Intensidad15FIGURA (1-18) un ncleo magntico sencillo.16Figura (1-19)17Tabla 1-117Analoga entre circuitos elctricos y magnticos17La reluctancia17El flujo magntico18La permeancia18La permeabilidad18REFERENCIA19CONCLUSIN20

JUSTIFICACIN En los circuitos magnticos relaciona los principios del desarrollo de las maquinas elctricas, como los motores, transformadores etc. Realizamos este trabajo para conocer ms sobre las maquinas elctricas y realizar prcticas, que nos permitir conocer el funcionamiento de ellas.En los circuitos magnticos se realizan prcticas de su funcionamiento para conocer como son las maquinas elctricas y para que nos sirven en la vida.

OBJETIVOTratar de mejorar cada vez ms en el aprendizaje y lograr salir adelante en esta materia, realizar actividades de aprendizaje y conocer ms sobre las maquinas elctricas, realizar prcticas reales de embobinados sobre los trasformadores elctricos y sus clculos. Ver los procedimientos, las partes y el funcionamientos de las maquinas elctricas.

ACRNIMOS Y/O NOTACIONES

(FEM)._ Fuerza Electromotriz(FMM)._ Fuerza Magnetomotriz

NOTACIONESEl estudio y el diseo de las maquinas elctricas y el sistema de funcionamiento de ellas es una de las reas ms antiguas de la ingeniera elctrica realizados por todos los ingenieros de todo el mundo. En el libro de Stephen Chapman se encuentra los principios de las maquinas elctricas y campo en el transcurso de los aos fueron avanzando.

RESUMEN En funcionamiento de un circuito magntico y en donde lo podemos aplicar, y los avances sobre las maquinas elctricas y el magnetismo. Las leyes y principio del magnetismo como evoluciono, los materiales y sus propiedades como es su funcin, el comportamiento de un campo magntico en induccin de una corriente. El comportamiento de las lneas de fuerza creado por un campo magntico, los tipos de conductores magnticos.

INTRODUCCIN

Desde que se public la primera edicin de mquinas elctricas hubo un rpido avance en el desarrollo de controladores de estado slido para motores, los cuales tienen una capacidad mayor y son ms complejos. La primera edicin de este libro establece que los motores de corriente directa eran el mtodo ms indicado para aplicaciones con demanda de velocidad variable. Hoy en da esta aseveracin ya no es tan cierta. Ahora, en aplicaciones que requieren control de velocidad, se selecciona motores de induccin de corriente alterna con control de estado slido. Los motores de corriente directa han quedado relegados a aplicaciones especiales en las cuales se disponen de una fuente de alimentacin apropiada, como en los sistemas elctricos automotores.La cuarta edicin se reestructuro ampliamente para reflejar estos cambios. Se estudian los motores y generadores de corriente alterna antes de abordar lo relacionado con las mquinas de corriente directa. Adems. Se ha reducido el espacio dedicado a las mquinas de corriente directa, en comparacin con las ediciones anteriores

CIRCUITOS MAGNTICOS LA CONVERSIN DE ENERGA ELECTROMECNICALa conversin de energa electromecnica es el proceso de convertir energa elctrica a energa mecnica o de energa mecnica a energa elctrica mediante campos magnticos, como son los generadores, los motores y transformadores. Existen cuatro principios bsicos que describen cmo se utilizan los campos magnticos en estos dispositivos:1. Un conductor que porta corriente, produce un campo magntico a su alrededor.2. Un campo magntico variable con el tiempo induce un voltaje en una bobina de alambre si a travs de sta (sta es la base del funcionamiento del transformador).3. Un conductor que porta corriente en presencia de un campo magntico experimenta una fuerza inducida sobre l (sta es la base del funcionamiento de un motor).4. Un conductor elctrico que se mueva en presencia de un campo magntico tendr un voltaje inducido en l (sta es la base del funcionamiento del generador).El generador, qu es el dispositivo que transforma la energa mecnica en energa elctrica, mientras que el motor transforma la energa elctrica a energa mecnica, como se muestra en la figura (1-1).FIGURA (1-1) energa mecnica a energa elctrica y viceversa.

LEY DE OERSTEDLey de Oersted demostr que una corriente elctrica poda producir un campo magntico, los cientficos fijaron su atencin la situacin contraria, puede un campo magntico generar una corriente elctrica?El ingls Michael Faraday (y anteriormente Joseph Henry) comprobaron que un campo magntico variable produca corriente elctrica. Este fenmeno se denomin induccin electromagntica.LA REGLA DE FLEMINGLa regla denominada la relacin entre los sentidos de la (FEM) inducida, el campo magntico y el movimiento del conductor, se representa por medio de la regla de Fleming que puede verse en la figura (1-3) y la figura (1-4). FIGURA (1-3). FIGURA (1-4). La regla de Fleming de la mano derecha presupone que el campo es fijo y que el conductor se mueve con respecto al campo fijo (de referencia). Puesto que la tencin inducida depende del movimiento relativo entre el conductor y el campo, puede aplicarse en el caso de un conductor fijo y un campo mvil, pero suponiendo que el conductor se mueve en sentido opuesto. Puesto que el pulgar en la figura (1-3) ha indicado la direccin del movimiento relativo hacia arriba solo del conductor, el sentido de la (FEM) inducida en la figura representara el movimiento hacia abajo del campo respecto al conductor inmvil. Utilizando el pulgar para representar el movimiento del conductor, el dedo ndice para representar el movimiento del conductor, el dedo medio para representar el sentido del campo magntico (FEM) inducida, se puede verificar el sentido del campo magntico y el dedo medio para representar el (FEM) inducida de la figura (1-4) que es opuesto a las figura (1-3) a causa de que se ha invertido su sentido.LEY DE LENZFaraday, Explica el por qu se producen las corrientes inducidas. Pero no determina la direccin de estas. Es aqu donde entra Lenz consigui indagando en las corrientes inducidas descubiertas por Faraday y enuncio la ley que lleva su nombre. Es una manifestacin de la conservacin de la energa.FIGURA (1-5)

1.- Al alejar el imn en la espira disminuye el campo magntico y el flujo magntico tambin disminuye. 2.- Al acercar el imn en la espira aumenta el campo magntico que la atraviesa y el flujo magntico tambin aumenta.

La induccin electromagntica Es el fenmeno que origina la produccin de una fuerza electromotriz en un medio cuerpo expuesto a un campo magntico variable o bien es un medio mvil respecto a un campo magntico esttico.La induccin de una corriente inducida, siempre se opondr a la accin inductiva de un imn, en movimiento. Las inductancias son elementos que almacenan energa, y que una vez establecida la corriente a travs de ella tratan de mantenerlas constante. Corriente inducida Es la corriente generada por una fuerza electromotriz inducida en la variacin con el campo o flujo magntico en el circuito.

LEY DE FARADAY LA DE INDUCCIN ELECTROMAGNTICA Es la propiedad fundamental de los campos magnticos que intervienen en la operacin de los transformadores. El efecto de la ley de Lenz se emplea para predecir la polaridad de los voltajes inducidos en los devanados del transformador. Faraday fue el inventor del principio del funcionamiento del motor ms descubri la induccin electro magntica. La contribucin singular del descubrimiento de Faraday en 1831 fue la generacin de una tensin debida al movimiento relativo entre un campo magntico y un conductor de electricidad. Faraday denomin a esta tensin, tensin (inducida) debido a que slo se produce cuando existe un movimiento relativo entre un conductor y el campo magntico sin contacto (fsico) real entre ellos. El dispositivo actual de Faraday, invento pero el principio de induccin electromagntica quizs se comprende mejor el diagrama que aparece en la figura (1-6).FIGURA (1-6).

Faraday comprob que es posible obtener una corriente, al descubrir el fenmeno de induccin electromagntica, que consiste en la generacin de corriente elctrica a partir del flujo magntico variable. Faraday construy una bobina y conecto las terminales a un galvanmetro. En el interior de una bobina, introdujo un imn de barra que hizo entrar y salir como se muestra en la siguiente figura (1-7). FIGURA (1-7).Induccin electromagntica

MATERIALES MAGNTICOS Y SUS PROPIEDADESTodos los materiales que se dejan pasar magnticamente son afectados en mayor o menor medida, por la presencia de un campo magntico. Entonces se llega a la conclusin de que habr materiales que, debido a fenmenos elctricos tales como la distorsin y alineacin presenten distintos comportamientos frente la accin de un campo magntico.Solo existe un imn natural el cual es llamado magnetita que es una variedad de Hierro como se muestra en la siente figura.Figura (1-8)

El Magnetismo es una propiedad por la cual los materiales se atraen o se repelen de otros.Los materiales magnticos se clasifican segn su comportamiento al acercarse a un imn o campo magntico.FIGURA (1-9)

Ferromagnticos Estos materiales son fuertemente atrados por un imn y su proceso es hacer que el interior de estos materiales se oriente unos momentos magnticos llamados spin de ciertos orbitales de la estructura atmica de la materia y as el cuerpo adquiere la fuerza exterior el cual es la atraccin magntica. Algunos de los ms importantes de estos materiales son:FIGURA (1-10)

Hierro

FIGURA (1-11)

Nquel

FIGURA (1-12)

Cobalto.Paramagnticos Estos materiales son atrados ligeramente por un imn tambin son los metales que son atrados pero cuando estn en contacto con un imn permanente y adquieren sus propiedades magnticas. Esta propiedad existe en tomos que poseen una estructura no equilibrada y por lo tanto poseen un momento magntico propio pero dbil.Algunos de estos materiales ms importantes son:El acero al estar en contacto con un imn permanente el acero adquiere propiedades magnticas permanentes.

FIGURA (1-13)

Hay otros metales que estando en contacto con el imn adquieren propiedades magnticas pero cuando son separadas del imn pierde su atraccin.Diamagnticos Estos materiales son ligeramente repelidos por un imn por que se magnetizan en el sentido contrario al campo magntico estas son repelidas por cualquiera de los polos de un imn dificultan el paso de las lneas de fuerza lo que se provoca que estas se repelan.Algunos de estos materiales son:FIGURA (1-14) Cobre.

FIGURA (1-15) Oro

FIGURA (1-16) Plata

Circuitos magnticosFIGURA (1-17)

CircuitoEs un lazo cerrado.Magntico Es el flujo de lneas de fuerza provocadas por un campo magntico.Campo magntico Es un ambiente donde estn o hay lneas de fuerzas.Circuito magntico Es un lazo cerrado por donde fluyen lneas de fuerza creada por un campo magntico. Lneas de fuerza Se conoce como circuito. Flujo Es la intensidad con la que se transporta el magnetismo. Las Lneas de fuerza estn en el campo magntico.IntensidadEs el esfuerzo de una corriente por establecer un campo magntico.En el centro del ncleo: es donde hay mayor flujo magntico (es donde tiene la mayor intensidad).En un circuito elctrico la fuerza electromotriz (FEM) es la que impulsa la corriente. En un circuito magntico la fuerza magnetomotriz (FMM) es la que impulsa al flujo magntico.La relacin existente entre la fuerza magnetomotriz y el flujo se produce este medio recibe el nombre de reluctancia (su simbologa R). La Fuerza magnetomotriz (su simbologa F): se puede decir que es la capacidad que posee la bobina de generar lneas de fuerza en un circuito magntico su unidad amperio-vuelta. La fuerza magnetomotriz aumenta con la intensidad de la corriente (su simbologa I) que fluye por la bobina y con el nmero de espiral de la misma (su simbologa N). Vase en la figura (1-18).

FIGURA (1-18) un ncleo magntico sencillo.En el circuito magntico, al igual que la fuente de voltaje en el circuito elctrico, la fuerza magnetomotriz tiene la polaridad asociada a ella. El trmino positivo de la fuente de (FMM) es el terminal de donde sale el flujo y el trmino negativo es el trmino por donde el flujo retorna a la fuente. La polaridad de la fuerza magnetomotriz desde una bobina de alambre se puede determinar mediante la modificacin de la regla de la mano derecha: si la curvatura de los dedos de la mano derecha apunta a la direccin del flujo de corriente de la bobina, el dedo pulgar apuntara en la direccin positiva de la (FMM) (vase en la figura 1-19)

Figura (1-19)La analoga entre los circuitos elctricos y magnticos se muestra en la tabla 1-1.

Tabla 1-1Analoga entre circuitos elctricos y magnticosCircuito elctrico Circuito magntico

Fuerza electromotriz VCorriente IResistencia RConductancia GConductividad Fuerza magnetomotriz F Flujo reluctancia R permeancia P permeabilidad

La reluctancia Es la oposicin que presentan los materiales a la circulacin del flujo magntico y se mide en amperes-vueltas por weber.

El flujo magnticoSe denomina flujo magntico a la cantidad de lneas de fuerza que genera un campo magntico (su simbologa ) y su unidad es weber. La permeancia Es lo contrario de la reluctancia es la facilidad con el que circula magnetismo en un circuito.La permeabilidad Es la capacidad que tiene una sustancia para atraer y dejar pasar a las lneas de fuerza o el campo magntico. Todos los metales son permeables, unos son ms que otros.A causa que todos los metales son permeables es conveniente elegir correctamente que metal se utiliza para fabricar el ncleo; la mayora de las ocasiones se utilizan lminas de acero inoxidables, porque son las ms permeables y baratas.Las unidades de permeabilidad son los henrios/m (H/M); el ambiente tambin permeable. La permeabilidad de cualquier otro material comparando con la permeabilidad del espacio se denomina permeabilidad relativa y (se simboliza r).

REFERENCIA

1._ Beer, F. y E. Johnston, Jr. Vector Mechanies for Engineers; dynamics 6th ed. Nueva York. McgGraw-Hill,1997.2._ Hayt, William H. Engineering Electromagnetics, 5th ed. Nueva York; McgGraw-Hill,1989.3._ Mullinga. J. F. Introductory College Physies. 2nd ed. Nueva York. McgGraw-Hill,1991.

CONCLUSIN

Este trabajo se elabor para saber ms sobre sobre las circuitos magnticos, y que es un fenmeno que fue comprendido para el inicio de principio de las maquinas elctricas. Se dio a conocer varias teoras sobres los campos magnticos al final llegaron a la conclusin de que este fenmeno que produca electricidad por medio de los campos magnticos y esto generaba energa para realizar un trabajo.Se denomina circuito magntico a un lazo cerrado por lneas de fuerza creando un campo magntico. El electromagnetismo hoy en da lo encontramos en nuestros aparatos elctricos, en todos nuestros artefactos encontramos electromagnetismo como puede ser nuestras televisiones, radios, en la informtica y en los medios telecomunicacin, etc. La energa que llega a nuestros hogares y reducidos a una baja tensin, ocupamos esa energa para realizar nuestras necesidades del hogar trabajo etc.Comprendimos que las maquinas elctricas, necesitan de un campo magntico para funcionar. Que al igual que un circuito elctrico, necesita un material conductor como el cobre o aluminio para circular, al igual un circuito magntico necesita de un material ferromagntico para circular. Al final llegamos a la conclusin de que un circuito elctrico es parecido a un circuito magntico, noms que el circuito magntico crea un campo magntico y es muy til en la electrotecnia pues son la base de los transformadores y motores etc.

INGENIERA ELCTRICA 20