MAQUINAS ELECTRICAS PREGUNTAS

1.- Qu es par? Qu papel cumple el par en el movimiento rotacional de las mquinas?El par puede llamarse con poca exactitud la fuerza de torsin aplicada al objeto. El par sobre un objeto se define como el producto de la fuerza aplicada al objeto y el eje de rotacin del objeto. Cuando un objeto rota, su velocidad permanece constante a menos que se ejerza un par sobre l. Cuanto mayor sea el par aplicado al objeto, ms rpidamente cambiar su velocidad angular.

2.- Cul es la ley de Ampere?La circulacin de la intensidad del campo magntico en un contorno cerrado es igual a la corriente que lo recorre en ese contorno.

3.- Qu es intensidad de campo magntico Qu es densidad de flujo magntico? Cmo se relacionan estos dos trminos?La intensidad de campo magntico es, de alguna manera, una medida del esfuerzo de una corriente por establecer un campo magntico. La densidad de flujo magntico producido en el ncleo. La relacin est dada por:

Dnde: B = Densidad de flujo magntico. = Permeabilidad magntica del material.H= Intensidad de campo magntico.

4.- Cmo ayudan los conceptos de circuito elctrico equivalente al diseo de los ncleos de los transformadores y las mquinas?Ayudan a simplificar el proceso de diseo ya que de otra forma sera muy complejo.

5.- Qu es reluctancia?Es el homlogo de la resistencia del circuito elctrico en un circuito magntico. Se mide en amperes- vuelta por Weber.

6.- Qu es un material ferromagntico? Por qu es tan alta la permeabilidad de un material ferromagntico?Son los materiales magnticos ms comunes y se utilizan para el diseo y constitucin de ncleos de los transformadores y maquinas elctricas. Este comportamiento se debe a los niveles de energa incompletos en el nivel3d(para el hierro, nquel y el cobalto), o bien el nivel4f(para el gadolinio). En este tipo de materiales los dipolos permanentes no pareados se alinean con el campo magntico aplicado. Debido al reforzamiento mutuo de los dipolos se produce una gran intensificacin del campo impuesto, aun para campos magnticos pequeos, proporcionando permeabilidades relativas altas.

7.- Cmo vara la permeabilidad relativa de un material ferromagntico con la fuerza magnetomotriz?Cuando se presenta el flujo producido en el ncleo del material ferromagntico contra la fuerza magnetomotriz que lo produce se obtiene la curva de saturacin o magnetizacin. Al comienzo, un pequeo incremento en la fuerza magnetomotriz produce un gran incremento en el flujo resultante. Despus de cierto punto, aunque se incremente mucho la fuerza magnetomotriz, los incrementos en el flujo sern cada vez ms pequeos. Finalmente, el incremento de la fuerza magnetomotriz casi no produce cambio en el flujo.

8.- Qu es histresis? Explique la histresis en trminos de la teora de los dominios.Histresis quiere decir que la cantidad de flujo presente en el ncleo no slo depende de la cantidad de corriente aplicada a los devanados del ncleo, sino tambin de la historia previa del flujo presente en el ncleo. En trminos de la teora de los dominios, la histresis se produce porque cuando el campo magntico exterior se suprime, los dominios no se ubican de nuevo al azar. La energa para el alineamiento original fue provista por el campo magntico exterior; cuando el campo magntico se suprime, no hay fuente alguna que ayude a que los dominios regresen a sus posiciones.

9.- Qu son las corrientes parsitas? Qu se puede hacer para minimizar las prdidas por corrientes parsitas en el ncleo?Son flujos de corrientes que circulan en el ncleo. Las corrientes parsitas disipan energa puesto que fluyen en un medio resistivo y esa energa se convierte en calor. Ya que la cantidad de energa perdida es proporcional a la distancia de los caminos recorridos dentro del ncleo, ste se corta en pequeas tiras o lminas y se construye con ellas.

10.- Por qu todos los ncleos expuestos a la accin de campos magnticos alternos son laminados?Para limitar al mnimo los recorridos de las corrientes parsitas.

11.- Cul es la Ley de Faraday?Si un flujo atraviesa una espira de alambre conductor, se inducir en sta un voltaje directamente proporcional a la tasa de cambio del flujo con respecto al tiempo.

12.- Qu condiciones se requieren para que un campo magntico produzca una fuerza en un alambre conductor?El alambre debe portar corriente y estar dentro del campo magntico.

13.- Qu condiciones se requieren para que un campo magntico produzca voltaje en un alambre conductor?El alambre tiene que estar orientado de manera adecuada y desplazarse a travs de un campo magntico.

14.- Por qu la mquina lineal es un buen ejemplo de comportamiento observado en las mquinas de CD reales?Porque opera con los mismos principios y exhibe la misma conducta que los generadores y motores reales.

15.- La mquina lineal de la figura 1-19 se mueve en condiciones de estado estacionario. Qu le ocurrir a la barra si se incrementa el voltaje de la batera? Explique con detalleLa barra seguir siendo afectada por una fuerza siempre y cuando el voltaje de la batera y el voltaje inducido no sean iguales, ya que si esto ocurre la corriente ser igual a cero y no existira fuerza alguna en la barra.

16.- Cmo produce un incremento en la velocidad un decremento de la produccin de flujo en una mquina lineal?La velocidad en un conductor genera un voltaje inducido, por lo tanto la corriente ir disminuyendo hasta que el voltaje inducido sea igual al voltaje de la fuente, entonces la corriente ser cero.

17.- Diga si la corriente est delante o detrs del voltaje en una carga inductiva. La potencia reactiva de la carga ser positiva o negativa?La corriente est detrs del voltaje en una carga inductiva. La potencia reactiva ser positiva.

18.- Qu son las potencias real, reactiva y aparente? En qu unidades se miden? Cmo se relacionan?La potencia real es la que en el proceso de transformacin de la energa elctrica se aprovecha como trabajo til y se mide en W, KW. La potencia reactiva (Voltio-Amperio Reactivo) no provee beneficio alguno, va y viene de la carga a la fuente, pero es necesaria para el funcionamiento de los equipos inductivos (generacin del flujo magntico de operacin en motores, transformadores, balastros); sta aumenta constantemente en la hora pico haciendo que el voltaje en la red disminuya debido al aumento de corriente y consumo de ms energa reactiva. La potencia aparente es la suma geomtrica (vectorial) de las Potencias Activa y Reactiva, y se mide en VA, KVA

19.- Qu es el factor de potencia? Las proporciones de energa Activa y Reactiva que se utilizan, determinan la condicin del usuario frente a las empresas de suministro. Para evaluar estas proporciones de energa con respecto a la total o Aparente, se utiliza un coeficiente denominado Factor de Potencia (Coseno ). Como la energa total absorbida depende del tiempo durante el cual sta se toma de la red, los clculos que la involucran se refieren en general a una potencia y no a una energa, redefiniendo al Factor de Potencia (FP) como la razn:

FACTOR DE POTENCIA, FP = POTENCIA ACTIVA [KW] / POTENCIA APARENTE [KVA]

El cual indica qu proporcin de la energa Aparente est formada por energa Activa (cuanto de la energa total es realmente consumida).

MAQUINAS ELECTRICAS PROBLEMAS

1. El eje de un motor gira a una velocidad de 3000 r/min. Cul es la velocidad del eje en radianes por segundo?

2. Un volante cuyo momento de inercia es de 2kgm^2 est inicialmente en reposo. Si se le aplica repentinamente un par de 5Nm (en sentido contrario a las manecillas del reloj), cul ser la velocidad del volante despus de 5 segundos? Exprese esta velocidad en radianes por segundo y en revoluciones por minuto.

3. Se aplica una fuerza de 10N a un cilindro, como se muestra en la figura P1-1. Cules son la magnitud y direccin del par inducido sobre el cilindro? Cul es la aceleracin angular del cilindro?

4. Un motor suministra a su carga de un par de 60Nm. Si el eje del motor gira a 1800r/min, cul es la potencia mecnica suministrada a la carga en watts? Y en caballos de fuerza?

Convirtiendo el par de 60 Nm a Lbf tenemos:

5. Hay 3 engranes en este ncleo. La parte superior e inferior forman una regin, el lado izquierdo constituye una segunda regin y el lado derecho forma una tercera regin. Si la trayectoria media del flujo esta en el centro de cada ncleo e ignorando la difusin en las esquinas de la base. Las longitudes de la trayectoria son: , ,

Fuerza magntica motraz para el flujo de 0.003 Wb

Corriente requerida

Densidad de Flujo superior del nucleo

Lado derecho de la base