Download - MAGNETISMO INGENIERIA
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 1/21
UNIDAD V
CAMPO MAGNÉTICO
A la zona que rodea a un imán y en el cual su influencia puede detectarse
recibe el nombre de campo magnético .
Los materiales se clasifican en tres grandes grupos:
Los que No se magnetizan Diamagnéticos
Los que Medianamente se magnetizan Paramagnéticos
Los que se magnetizan con facilidad Ferromagnéticos
Los metales valiosos como el Oro la Plata y el Cobre no se magnetizan.
DIAMAGNETISMO: Es una propiedad de los materiales, que consiste en ser
repelidos por los imanes.
El fenómeno del DIAMAGNETISMO fue descubierto y nominado por primera
vez en septiembre de 1845 por Michel Faraday cuando vio a un trozo de
bismuto que era repelido por un polo cualquiera de un imán; lo que indico que
el campo externo del imán induce un dipolo magnético en el bismuto de
sentido opuesto.
LOS MATERIALES DIAMAGNETICOS SON:
Bismuto metálico, hidrogeno, helio, y los demás gases nobles, cloruro de
sodio , bronce, cobre, oro, plata ,silicio, germanio, grafito, y azufre.
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 2/21
PARAMAGNETISMO: Es la tendencia de los momentos magnéticos
libres(spin u orbitales) a alinearse paralelamente a un campo magnético.
Si estos momentos magnéticos están fuertemente acoplados entre si, el
fenómeno será ferromagnetico, Cuando no existe ningún campo magnético
externo, estos momentos magnéticos estarán alineados al azar.
Se denomina materiales paramagnéticos a los materiales o medios cuya
permeabilidad magnética es similar a la del vacío. Estos materiales o
medios no presentan en ninguna medida el fenómeno de ferromagnetismo. En
términos físicos, se dice que su permeabilidad magnética relativa tiene valor
aproximadamente igual a 1.
Los materiales paramagnéticos sufren el mismo tipo de atracción y repulsiónque los imanes normales, cuando están sujetos a un campo magnético. Sin
embargo, al retirar el campo magnético, la entropía destruye el alineamiento
magnético, que ya no está favorecido energéticamente. Algunos materiales
paramagnéticos son: aire, aluminio, magnesio, titanio y wolframio
FERROMAGNETISMO: Es un fenómeno físico en el que se produce
ordenamiento magnético de todos los momentos magnéticos de unamuestra, en la misma dirección y sentido. Un material ferromagnético es aquel
que puede presentar ferromagnetismo. La interacción ferromagnética es la
interacción magnética que hace que los momentos magnéticos tiendan a
disponerse en la misma dirección y sentido.
Los Materiales FERROMAGNETICOS Son Compuestos de hierro y sus
aleaciones con cobalto, tungsteno, níquel, aluminio, fierro, gadolinio.
Características de los materiales ferromágneticos.
Los materiales ferromágneticos se caracterizan por uno o varios de los
siguientes atributos:
Pueden imantarse mucho más fácilmente que los demás materiales.
Esta característica viene indicada por una gran permeabilidad relativa m
/m r.
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 3/21
Tienen una inducción magnética intrínseca máxima Bmax muy elevada.
Se imantan con una facilidad muy diferente según sea el valor del
campo magnético. Este atributo lleva una relación no lineal entre los
módulos de inducción magnética (B) y campo magnético.
Un aumento del campo magnético les origina una variación de flujo
diferente de la variación que originaria una disminución igual de campo
magnético. Este atributo indica que las relaciones que expresan la
inducción magnética y la permeabilidad (m ) como funciones del campo
magnético, no son lineales ni uniformes.
Conservan la imantación cuando se suprime el campo.
Tienden a oponerse a la inversión del sentido de la imantación una vez
imantados.
Teorías magnéticas del origen del magnetismo. Los científicos en su
investigación para explicar el magnetismo han desarrollado varias teorías. Tres
de estas teorías comúnmente usadas son: 1) la de amperio, 2) la de los
dominios y 3) 1a molecular. Los fundamentos de las dos primeras teorías se
encuentran en la física avanzada. La teoría molecular, denominada también
teoría de Weber en honor de su descubridor, es la explicación más popular.
Teoría Molecula r.. Esta teoría se basa en la hipótesis de que las moléculas de
una sustancia magnética son imanes elementales. Si una sustancia magnética
carece de la propiedad de la polaridad y del poder de atracción, se admite que
los numerosos imanes diminutos están dispuestos de una manera
desorganizada. Por el contrario, cuando una sustancia magnética posee
polaridad y poder de atracción, se admite que los imanes moleculares están
dispuestos en filas ordenadas, todos con su polo norte apuntando en la mismadirección.
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 4/21
Material magnetizado Material nomagnetizado
Teoría de los dominios . Los átomos en un material magnético se agrupan en
regiones magnéticas microscópicas llamadas dominios. Se considera que
todos los átomos dentro de un dominio están magnéticamente polarizados a lo
largo del eje cristalino. En un material no magnetizado los dominios están
orientados en direcciones al azar, como puede apreciarse con las flechas de la
fig a
Se emplea un punto para indicar que una flecha está dirigida hacia fuera del
papel, y una cruz para indicar una dirección hacia dentro del papel. Si se logra
que gran número de dominios se orientan en la misma dirección, como se
observa en la fig. b, el material exhibirá propiedades magnéticas intensas.
DENSIDAD DE FLUJO MAGNÉTICO (B).
Un flujo magnético que atraviesa perpendicularmente a una unidad de área
A recibe el nombre de densidad de flujo magnético o inducción magnética B.
Por definición: La densidad de flujo magnético en una región de un campo
magnético equivale al número de líneas de fuerza (o sea el flujo magnético)
que atraviesan perpendicularmente a la unidad de área
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 5/21
Matemáticamente se expresa:
B = A
B = Densidad del flujo magnético medido en weber/m2 (wb/m2)
= Flujo magnético su unidad es el weber
A = Área sobre la que actúa el flujo magnético expresada en m 2.
A la densidad del flujo magnético se le conoce también con el nombre de
Inducción Magnética .
En el sistema internacional la unidad de densidad de flujo magnético es la
tesla = wb/m2 y en el sistema CGS es el Gauss = Maxwell/cm2. y cuya
equivalencia es la siguiente:
1 Tesla = 1 x 104 Gauss
Cuando el flujo magnético no penetra perpendicularmente un área sino que lo
hace con un cierto ángulo la expresión para calcular la densidad de flujomagnético será:
B = ___ = BA Sen
A Sen
En conclusión la densidad de flujo magnético es un vector que representa la
intensidad, dirección y sentido del campo magnético en un punto.
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 6/21
PERMEABILIDAD MAGNÉTICA
Fenómeno presente en algunos materiales como el hierro dulce, en las cuales
las líneas de fuerza de un campo magnético pasan con mayor facilidad a
través del material de hierro que por el aire o el vació.
La permeabilidad magnética de diferentes medios se representa con la letra
griega µ (mu)
La permeabilidad magnética del vació tiene un valor de 4 x 10-7 wb/amp o
4x 10-7 teslas m/amp.
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 7/21
ELECTROMAGNETISMO
Christian Oersted descubrió el electromagnetismo por accidente, porque un alumno
acercó una brújula a un alambre conectado a una pila eléctrica el cual conducía una
corriente eléctrica y descubrió que había cierto movimiento en la brújula.
CAMPO MAGNÉTICO PRODUCIDO POR UN CONDUCTOR RECTO
La regla de la mano izquierda nos señala el sentido y dirección del campo
magnético. Se toma al conductor recto con la mano izquierda con el pulgar
extendido sobre el conductor, éste debe señalar el sentido en que circula la corriente
eléctrica y los cuatro dedos restantes indicaron el sentido del campo magnético.
Para determinar el valor de la inducción magnética o densidad de flujo magnético (B)
a una cierta distancia “d” de un conductor recto por el que circula una intensidad de
corriente ( I ) se aplica la siguiente expresión matemática.
B = µI2d
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 8/21
FUERZAS SOBRE CARGAS EN MOVIMIENTO DENTRO DE CAMPOSMAGNÉTICOS.
Todo conductor por el cuál circula una corriente eléctrica esta rodeado por un campo
magnético. En virtud de que una corriente eléctrica es un flujo de electrones, cada
uno de ellos constituye una partícula cargada en movimiento, generadora de uncampo magnético a su alrededor. Por ello, cuando un electrón en movimiento con su
propio campo magnético penetra en forma perpendicular dentro de otro campo
producido por un imán o una corriente eléctrica, los dos campos magnéticos
interactúan entre sí. En general los campos magnéticos actúan sobre las partículas
cargadas desviándolas de sus trayectorias a consecuencia por el efecto de una
fuerza magnética llamada Fuerza Amper.
Observando las figuras anteriores tenemos que cuando una partícula cargada se
mueve perpendicularmente a un campo magnético, recibe una fuerza magnética
cuya dirección es perpendicular a la dirección de su movimiento y a la dirección de la
inducción magnética o densidad de flujo; por tanto, la partícula se desvía y sigue una
trayectoria circular. Cuando una carga se mueve paralelamente a las líneasmagnéticas del campo, no sufre ninguna desviación. Si la trayectoria de la partícula
es en forma oblicua , es decir, con una cierta inclinación respecto a las líneas de
fuerza de un campo magnético, la partícula cargada se desviará y describirá una
trayectoria en forma de espiral.
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 9/21
Para determinar la dirección de la fuerza magnética recibida por una carga que se
mueve en forma perpendicular a las líneas de fuerza de un campo magnético se
emplea la regla de los 3 dedos de la siguiente manera.
Los tres primeros dedos de la mano derecha se disponen extendidosperpendicularmente uno respecto del otro, el dedo índice indicará la dirección del
campo magnético, el dedo medio representa la dirección de la velocidad con la cual
se mueve una carga negativa, es decir, la corriente y el pulgar señalara la dirección
de la fuerza magnética que recibe la carga. Cuando la carga que se mueve
perpendicularmente a un campo magnético se empleará la mano izquierda de la
misma manera.
FUERZA SOBRE UN CONDUCTOR POR EL QUE CIRCULA UNA CORRIENTE
De la misma manera que sucede para una carga móvil, si el conductor por el cuál
circula una corriente forma un ángulo con el campo magnético la fuerza recibida se
determina con la siguiente expresión.
F = i L B Sen
i = Intensidad de la corriente que circula por el conductor (amp).
L = Longitud del conductor (m).
B = Inducción magnético o densidad de flujo magnético (teslas) (weber/m2).
= Angulo que forma el conductor con respecto al campo magnético.
INDUCCIÓN MAGNÉTICA
Al acercar el imán a una bobina se origina inmediatamente una corriente que se
detecta con el galvanómetro. Igual ocurriría si el imán permanece fijo y se mueve la
bobina; la finalidad es producir una variación en el flujo magnético que actúa sobre
éste. El sentido de la corriente está en función de sí se acerca o se aleja el imán; la
corriente inducida será más intensa al avanzar más rápido el imán, la bobina o
ambos.
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 10/21
Imán entrando en la bobina
Imán saliendo de la bobina
De acuerdo con los experimentos realizados por Faraday podemos decir que:
1. Las corrientes inducidas son aquellas producidas cuando se mueve un conductor
en sentido transversal a las líneas de flujo de un campo magnético.
2. La inducción electromagnética es el fenómeno que da origen a la producción de una
(FEM) y de una corriente eléctrica inducida, como resultado de la variación del flujo
magnético debido al movimiento relativo entre un conductor y una campo magnético.
LEY DE FARADAY
Con base en sus experimentos, Faraday enuncia la Ley del electromagnetismo. La
FEM inducida en un circuito formado por un conductor o una bobina es directamente
proporcional al numero de líneas de fuerza magnética cortadas en un segundo. En
otras palabras: La FEM inducida en un circuito es directamente proporcional a la
rapidez con que cambia el flujo magnético que envuelve.
“La FEM inducida en un circuito que puede estar formado por un conductor o una
bobina es directamente proporcional al número de líneas de fuerza magnética que
son cortadas en un segundo”
En otras palabras la FEM inducida en un circuito es directamente proporcional a
la rapidez con que cambia el flujo magnético que envuelve.
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 11/21
En términos de corriente, esta ley se expresa de la siguiente manera:
La intensidad de la corriente inducida en un circuito es directamente
proporcional a la rapidez con que cambia el flujo magnético.
La Ley de Faraday se expresa matemáticamente de la siguiente forma.
FEM = - o bien: FEM = - f- i
t t
Donde:
FEM = Fuerza electromotriz expresada en voltsf = Flujo magnético final medido en webers
i = Flujo magnético inicial medido en webers
t = tiempo en que se realiza la variación del flujo medido en seg.
El signo – de la ecuación se debe a la oposición existente entre la FEM inducida y la
variación del flujo que la produce (Ley de Lenz)
Cuando se trata de una bobina que tiene N numero de vueltas o espiras, la
expresión matemática para calcular la FEM inducida será:
FEM = -N f- it
Al calcular la FEM inducida en un conductor recto de longitud L que se desplaza con
una velocidad v en forma perpendicular a un campo de inducción magnética B se
utiliza la expresión:
FEM = BLv
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 12/21
LEY DE LENZ
“Siempre que se induce una FEM la corriente inducida tiene un sentido tal que
tiende a oponerse a la causa que lo produce.”
De acuerdo con la ley de Lenz, el sentido de la corriente inducida es contrario al de
la corriente requerida para provocar movimiento del campo magnético que la ha
engendrado. Para comprender mejor esta ley observamos las figuras anteriores:
Cuando el polo N del imán se acerca a la bobina, la corriente inducida tiene el
sentido señalado por las flechas; de manera que de acuerdo con la regla de la mano
izquierda los polos N de la bobina y del imán se encuentran juntos. Como polos del
mismo nombre se rechazan el polo N de la bobina presenta una oposición al
movimiento de aproximación del inductor, es decir, del imán, si el imán se aleja
cambia el sentido de la corriente en la bobina, por tanto, el extremo del polo N ahora
será el polo S que atrae al polo N del imán y se oponen a su alejamiento en estas
condiciones podríamos expresar la Ley de Lenz en los siguientes términos: La
corriente inducida en la bobina es tal que el campo magnético producido por
ella se opone al campo magnético del imán que la genera.
O en otras palabras:
“Una corriente inducida fluirá en una dirección tal, que se opondrá por su
campo magnético al movimiento del campo magnético que la produce”
Todo lo anterior es el principio de operación de un motor eléctrico
EL MOTOR ELÉCTRICO
Un motor eléctrico es un aparato que convierte la energía eléctrica en energía
mecánica. Un motor de corriente continua o directa está constituido por una bobina
suspendida entre los polos de un imán. Al circular una corriente eléctrica en la
bobina, ésta adquiere un campo magnético y actúa como imán, por tanto, es
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 13/21
desplazada en movimientos de rotación, debido a la fuerza que hay entre los dos
campos magnéticos. El motor de corriente alterna de inducción es el más empleado
gracias a su bajo costo de mantenimiento. En general, todo motor eléctrico consta de
dos partes principales: el electroimán, llamado inductor o estator pues suele ser fijo,
y el circuito eléctrico, puede girar alrededor de un eje y recibe el nombre de inducidoo rotor.
MOTOR ELEMENTAL DE D.C. CAMPOS MAGNÉTICOS PRODUCIDOSALREDEDOR DE LOS CONDUCTORES DEL INDUCIDOCUANDO PASA UNA CORRIENTE
GENERADOR ELÉCTRICO
El generador eléctrico es un aparato que transforma la energía mecánica en energía
eléctrica. Está constituido por un inductor elaborado a partir de electroimanes oimanes permanentes que producen un campo magnético y por un inducido que
consta de un núcleo de hierro al cual se le enrolla alambre conductor previamente
aislado. Cuando se le comunica al inducido un movimiento de rotación, los alambres
conductores cortan las líneas de flujo magnético, por tanto, se induce en ellas una
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 14/21
FEM alterna. Para obtener una corriente continua o directa debe incorporarse un
dispositivo conveniente llamado conmutador.
En la mayoría de los generadores de corriente continua el inductor que produce el
campo magnético es fijo y el inducido móvil. En cambio, en los de corriente alterna
permanece fijo el inducido y el inductor gira. Sin embargo, en cualquier generadoreléctrico el origen de la FEM inducida es por el movimiento existente entre el campo
magnético creado por el inductor y los alambres conductores del inducido, lo cual
provoca un flujo magnético variable.
El Generador convierte la energía mecánica en energía eléctrica; o sea que
necesitamos hacer girar a un conductor eléctrico dentro de un campo magnético.
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 15/21
UNIDAD VI
INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA
AUTOINDUCCION
Existen fenómenos de inducción electromagnética generados por un circuito sobre sí
mismo llamados de inductancia propia o de autoinducción. Por definición: La
autoinducción es la producción de una FEM en un circuito por la variación de la
corriente en ese circuito. La FEM inducida siempre se opone al cambio de corriente.
La capacidad de una bobina de producir una FEM autoinducida se mide en una
magnitud llamada Inductancia . La bobina es conocida como autoinductor o
simplemente Inductor. En muchos circuitos de C.A. se utilizan ciertos Inductores o
bobinas con el objeto de producir, en forma deliberada, inductancia en el circuito;
cuando ésta posee un gran número de espiras tiene un valor alto de inductancia y en
caso contrario su valor es pequeño.
Cuanto mayor sea la inductancia más lentamente se elevará o descenderá la
corriente dentro de la bobina.
La unidad de inductancia es el “Henry”.
La inductancia equivale a un Henry si la rapidez de cambio de la corriente es de un
Amper por segundo e induce una FEM de un volt. Matemáticamente se expresa:
L = - FEM o bien, si despejamos a la FEM inducida FEM = - L _ i_ i tt
Donde:
L = Inductancia expresada en volts x seg/amper = HenryFEM = Fuerza electromotriz inducida medida en volts.
i = Cambio de la corriente en amperes. Donde la corriente es inducida
t = Tiempo en el que se efectúa el cambio en la corriente en seg.
El signo(-) Indica que la FEM autoinducida en una fuerza llamada contraelectromotriz
que se opone al cambio de la corriente.
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 16/21
Para el caso de una bobina larga de sección transversal uniforme la inductancia se
calcula con la siguiente expresión:
L = µN2 A__ l
Donde:
L = Inductancia de la bobina expresada en Henry
µ = Permeabilidad magnética del núcleo medida en web/amp.
N = Número de espiras de la bobina
A = Área de la sección transversal del núcleo en m 2
l = Longitud de la bobina en m.
INDUCTANCIA MUTUA
Cuando 2 bobinas se colocan una cerca de la otra, al pasar una corriente i por una
de ellas, creará un campo magnético cuyo flujo penetrara a través de la otra, de tal
manera que se puede inducir una FEM en cada una por el efecto de la otra. La
bobina en la que circula la corriente en forma inicial recibe el nombre de bobina
primaria, y en la que se induce una FEM, bobina secundaria. El valor de la FEM
secundaria inducida es directamente proporcional a la rapidez con que cambia la
corriente de la bobina primaria ip /t. Matemáticamente se expresa:
FEM = Vs = M ip /t
Despejando el valor de M tenemos:
M = Vs tip
donde: M = Constante que recibe el nombre de inducción mutua del sistema de dos
bobinas.
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 17/21
Un flujo magnético con una rapidez de 1 web/seg inducirá una FEM de 1 Volt por
cada vuelta del conductor. Por la ley de Faraday podemos demostrar que la
siguiente relación es válida:
Vs = NsVp Np
Donde:
Vp = Voltaje en el primario
Np = Número de vueltas en el primario
Vs = Voltaje en el secundario
Ns = Número de vueltas en el secundario
El principio de funcionamiento de los transformadores está basado en la inductancia
mutua. Mediante esta expresión es fácil concluir que si el número de espiras en el
secundario fuese mayor que en el primario (Ns > Np) entonces, el voltaje será mayor
en el secundario que en el primario (Vs > Vp). En esta forma el transformador se
estaría empleando para elevar un voltaje. Por otra parte si (Ns <Np) entonces, el
voltaje será menor en el secundario que en el primario (Vs < Vp), o sea que el
transformador se estaría usando para reducir un voltaje.
Es importante observar que un transformador no produce energía. Por lo tanto,
cuando un aparato o carga se conecta a su secundario durante cierto tiempo, la
energía que se proporcione a dicho aparato no podrá ser mayor que la suministrada
al primario. En otras palabras, la potencia obtenida en el secundario no puede ser
superior a la potencia proporcionada al primario de un transformador.
Otra de las características de los transformadores es que la corriente disminuye
cuando aumenta el voltaje y viceversa, ya que la potencia eléctrica de un
transformador es la misma en la bobina primaria que en la secundaria, toda vez que
no genera energía y prácticamente tampoco produce pérdidas de ella.
Pp = Ps Vp Ip = Vs Is
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 18/21
Donde:
Vp = Voltaje en el primario
Ip = Corriente en el primario
Vs = Voltaje en el secundarioIs = Corriente en el secundario
Pp = Potencia en el primario
Ps = Potencia en el secundario
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 19/21
TRANSFORMADORES
El principio del transformador está basado en la
inductancia mutua. “Cuando dos bobinas se colocan
una cerca de la otra, al pasar una corriente por una de
ellas, creará un campo magnético cuyo flujo penetrará
a través de la otra, de tal manera que se puede inducir
una FEM en cada una por el efecto de la otra”
Los transformadores se utilizan para elevar o disminuir
el voltaje de un circuito de C.A.. El transformador es un
aparato muy sencillo, está constituido por una pieza de
hierro denominada núcleo del transformador, alrededor
de la cual se colocan dos bobinas. A una de las
bobinas se le aplica un voltaje Vp que deseamos
transformar, es decir, que se quiere aumentar o
disminuir. Esta bobina se denomina enrollamiento
primario, o simplemente primario del transformador.
Después de la transformación, otro voltaje Vs, se
establecerá entre las terminales de la otra bobina, lacual recibe el nombre de enrollamiento secundario, o
simplemente secundario, del transformador.
FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSFORMADOR
La teoría del funcionamiento de un transformador es la que
sigue:1. Cuando se conecta el primario a una fuente de FEM
alterna, por el bobinado
comienza a pasar una corriente alterna.
2. En cuanto fluye una corriente por un conductor se
crea un campo magnético
alrededor de él. Si la corriente cambia
continuamente en magnitud y polaridad, el campo
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 20/21
magnético que se origina en el núcleo de hierro hará
lo mismo.
3. El campo magnético alterno está, por tanto, continuamente
expandiéndose y
contrayéndose. Como el circuito magnético es
cerrado. La variación del campo magnético es la
misma en cualquier parte del núcleo.
4. Las líneas magnéticas al expandirse y contraerse
cortarán a los conductores
situados en cualquier parte del núcleo, y de acuerdo
con el experimento de Faraday, en éstos aparecerá
una FEM inducida.
5. Como a cada conductor sobre el núcleo le corta el
mismo flujo. La FEM inducida
por vuelta será la misma. Por tanto, el voltaje en
cada bobinado será proporcional al número de
vueltas; expresado matemáticamente, esto es:
Vp = Np
Vs Ns
Supongamos que una tensión constante Vp se aplica al
primario de un transformador (por ejemplo, conectando
los extremos de la bobina primaria a los polos de una
batería) Este voltaje hará que una corriente continua
(constante) circule por las espiras del primario.
Entonces, se establecerá un campo magnético en el
interior de la bobina, haciendo que se magnetice el
núcleo de hierro, pero como la corriente que circula por
el primario y que provoca imantación del núcleo, es
constante, el flujo magnético a través del secundario no
experimenta variación alguna. En estas condiciones, no
habrá F.E.M. inducida en las espiras del secundario, y
el voltaje en los extremos de esta bobina será nulo, es
decir será un Vs = 0.
5/11/2018 MAGNETISMO INGENIERIA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/magnetismo-ingenieria 21/21
Transformador Fundamental
Por otra parte, si la tensión Vp aplicada al primario
fuese alterna, la corriente que circularía por las espiras
del primario también sería alterna. De modo que el
campo magnético establecido en el núcleo del
transformador experimentaría fluctuaciones sucesivas,
y por consiguiente, el flujo magnético a través delsecundario aumentaría y disminuiría periódicamente en
el transcurso del tiempo. Por este motivo, como
sabemos, en las espiras del secundario se induce una
F.E.M. que hará surgir una tensión Vs entre las
terminales de esta bobina.
En resumen se puede decir que cuando una tensión
constante Vp se aplica al primario de un transformador,
el flujo magnético que atraviesa su secundario también
será constante, no habiendo por lo tanto tensión
inducida en esta parte. Cuando la tensión aplicada al
primario es variable, un flujo magnético, también
variable, atravesará las espiras del secundario, y una
tensión inducida Vs aparecerá en los extremos de esta
bobina.