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

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.

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.

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:

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:

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.

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:

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.

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_magneticos.pdf

http://es.wikipedia.org/wiki/Magnetismo

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.