Campos Magneticos en Las Maquinas Electricas

INSTITUTO DE EDUCACIÓN SUPERIOR TECNOLÓGICO TECNOLÓGIC O PÚBLICO “LUIS E. VALCÁRCEL” VALCÁRCEL” Semestre Acadm!c"# $%&'(II Carrera )r"*es!"+a, de E,ectr-+!ca I+dstr!a, /"d,"# D!se0" e I+sta,ac!-+ de S!stemas E,ctr!c" ( E,ectr-+!c"

CAMPOS MAGNETICOS EN LAS MAQUINAS ELECTRICAS 1. MÁ MÁQU QUIN INA A ELÉ ELÉCT CTRI RICA CA eléctrica es un dispositivo capaz de transformar cualquier forma de energía Una máquina eléctrica es en energía eléctrica o a la inversa y también se incluyen en esta definición las máquinas que transforman la electricidad en la misma forma de energía energía pero pero con una presentación distinta máss co má con nve ven nie ien nte a su tr tran ansp spo ort rte e o uti tilliz iza aci ción ón.. Se cl cla asi sifi fica can n en tr tre es gra ran ndes generadre!,, mtre! y tran!"rmadre! tran!"rmadre!.. grupos: generadre! oss o

gene ge nera rado dore ress

tran tr ansf sfor orma man n en ener ergí gía a

mecá me cáni nica ca en

eléctrica,

mientras

que

los motores transforman la energía eléctrica en mecánica !aciendo girar un e"e. #l motor se pued pu ede e cl clas asifific icar ar en mo moto torr de co corr rrie ient nte e co cont ntin inua ua o mo moto torr de co corr rrie ient nte e al alte tern rna a . os transform tran sformado adores res y conv convertid ertidores ores conservan conservan la form forma a de la ene energía rgía pero tran transform sforman an sus características. Una máquina eléctrica tiene un circuito magnético y magnético y dos circuitos eléctricos. $ormalmente uno de los circuitos eléctricos se llama e%citación e%citación,, porque al ser recorrido por una corriente eléctrica produce los amperivueltas necesarios para crear el flu"o establecido en el con"unto de la máquina. &esde &es de un una a vis visión ión me mecán cánica ica,, la lass má máqui quinas nas elé eléctr ctrica icass se pu puede eden n cla clasif sifica icarr en ro rotat tativa ivass y estáticas. as máquinas rotativas están provistas de partes giratorias, como las dinamos, alternad alte rnadore ores, s, moto motores. res. as máqu máquina inass está estática ticass no disp disponen onen de par partes tes móvi móviles, les, como los transformadores. #n las máquinas rotativas !ay una parte fi"a llamada estátor y una parte móvil llamada rotor. $ormalmente el rotor gira en el interior del estátor. 'l 'l espacio de aire e%istente entre ambos se le denomina entre!ierro. os motores y generadores eléctricos son el e"emplo más simple de una máquina rotativa.

#. CIRCUIT$ MA%NÉTIC$ Se denomina circuit magnétic a magnétic a un dispositivo en el cual las líneas de fuerza del campo magnético se !allan canalizadas trazando un camino cerrado. (ara su fabricación se utilizan materiales ferromagnéticos, pues éstos tienen una permeabilidad magnética muc!o más alta

D"ce+te# 1ae+ Cr2 /",!+a Crs"# /a3!+as E,ctr!cas 4 Ta5,er"s Ta5,er"s I+dstr!a,es

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que el aire o el espacio vacío y por tanto el campo magnético tiende a confinarse dentro del material, llamado núcleo. #l llamado acero eléctrico es un material cuya permeabilidad magnética es e%cepcionalmente alta y por tanto apropiado para la fabricación de n)cleos. Un circuito magnético sencillo es un anillo o toro !ec!o de material ferromagnético envuelto por un arrollamiento por el cual circula una corriente eléctrica. #sta )ltima crea un flu"o magnético en el anillo cuyo valor viene dado por:

&onde

es el flu"o magnético,

es la fuerza magnetomotriz, definida como el producto del n)mero de espiras $ por la corriente *+

&onde

y

es

es la reluctancia, la cual se puede calcular por:

la longitud del

circuito,

medida

en metros,

magnética del material, medida en -m +!enriometroy

representa

la permeabilidad

el /rea de la sección del circuito

+sección del n)cleo magnético, perpendicular al flu"o, en metros cuadrados. os circuitos magnéticos son importantes en electrotecnia, pues son la base teórica para la construcción de transformadores, motores eléctricos, muc!os interruptores automáticos, relés, etc.

&. CLA'E' (E CIRCUIT$' MA%NÉTIC$' )mgéne!* una sola sustancia, sección uniforme y sometido a igual inducción en todo su recorrido. )etergéne!* varias sustancias, distintas secciones o inducciones, o coincidencia de estas condiciones.

+. ANAL$%,A' C$N L$' CIRCUIT$' ELÉCTRIC$' as leyes de los circuitos magnéticos son formalmente similares a las de los circuitos eléctricos, aunque al contrario que en este )ltimo, no !ay nada material que circule. #sta analogía entre circuitos eléctricos y circuitos magnéticos se puede e%plotar para encontrar D"ce+te# 1ae+ Cr2 /",!+a Crs"# /a3!+as E,ctr!cas 4 Ta5,er"s I+dstr!a,es

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soluciones simples para flu"os en circuitos magnéticos de considerable comple"idad. #n la siguiente tabla se describen las variables que se comportan de manera análoga en los circuitos magnéticos y eléctricos:

Circuit magnétic

Circuit eléctric

0uerza magnetomotriz

&ifferencia de potencial +1ensión eléctrica ó 2olta"e

0lu"o magnético

3orriente

4eluctancia

4esistencia

&ensidad de flu"o

&ensidad de corriente

(ermeabilidad

3onductividad

#%citación magnética

3ampo eléctrico

-. RE'$LUCIN (E CIRCUIT$' MA%NÉTIC$' 'i!tema em/0ric utili2and ta3la!4 3onocida la inducción, 5, calcular la intensidad de campo -, mediante tablas y viceversa.

siendo

las intensidades de campo parciales y

las longitudes del circuito parciales.

(roceso: •

&eterminar la inducción para cada una de las partes. 3onocida l y S, determinar los amperivueltas con ayuda de una

•

tabla. •

3alcular los amperivueltas parciales para cada tramo.

•

3alcular los amperivueltas totales sumando los parciales obtenidos.

'i!tema te5ric

D"ce+te# 1ae+ Cr2 /",!+a Crs"# /a3!+as E,ctr!cas 4 Ta5,er"s I+dstr!a,es

4


3onocido el flu"o, calcular la fuerza magnetomotriz +

 y viceversa.

Se parte del supuesto de que un mismo material tiene un coeficiente de permeabilidad relativo constante

1ambién se considera un circuito magnético como !eterogéneo cuando en el mismo e%ista entre!ierro6 en este caso el coeficiente de permeabilidad relativo del aire es 7.

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Campos Magneticos en Las Maquinas Electricas

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