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LOGO

Unidad I Fundamentos de Máquinas Eléctricas

REPÚBLICA BOLIARIA!A "E E!E#UELAREPÚBLICA BOLIARIA!A "E E!E#UELAU!IER$I"A" !ACIO!AL E%PERIME!&AL MAR'&IMA "EL CARIBEU!IER$I"A" !ACIO!AL E%PERIME!&AL MAR'&IMA "EL CARIBE

ICERREC&ORA"O ACA"(MICO ) "IRECCI*! "E E$CUELA !AU&ICAICERREC&ORA"O ACA"(MICO ) "IRECCI*! "E E$CUELA !AU&ICA Unidad Curricular ELEC&RO&EC!IA MARI!A IIUnidad Curricular ELEC&RO&EC!IA MARI!A II

Ela+orado ,or In-. /osé Luis "arias

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LOGOÍndice

Magnetismo. Materiales Magnéticos0

Ley de Faraday-Lenz. Inducción Electromagnética.1

Leyes de los circuitos magnéticos.2

Maquinas Rotativas. Motores y Generadores.3

Fuerza Electromotriz InducidaFEM!. "ar motor.

4

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LOGOMagnetismo. Materiales magnéticos.

Magnetismo#

$%es un &enómeno 'ro'iedad! &(sico 'or el que los o)*etos e*ercen &uerzas deatracción o re'ulsión so)re otros materiales.+ ,omado de ii'edia.org

 /lgunos materiales o elementos naturales 'oseen'ro'iedades magnéticas0 mientras otros sonarti&icialmente creados 'ara usos es'eciales.

"ara cuanti&icar en que medida y ti'o un material esmagnético de)emos valernos de algunas relaciones ya

estudiadas 'or la &(sica0 veamos esto a continuación%

Magnetita

Imanes de tierras rarasencontrados en discos duros

Imanes de 1eodimio 1dFe2!

3inta imantada

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LOGO"ro'iedades Magneticas.

$usce,ti+ilidad ma-nética5 e6citaci7n ma-nética e inducci7n

ma-nética.

m χ 

r m  µ  χ    =+1

E4citación magnética o Intensidad de 3am'o Magnético /v5m!

6usce'ti)ilidad magnética. Es una 'ro'iedad del material.

Magnetización o Momento 7i'olar Magnético

"ermea)ilidad relativa

0 µ  "ermea)ilidad vac(o

Inducción magnética o densidad de &lu*o

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LOGO ,i'os de materiales magnéticos

7e acuerdo a la susce'ti)ilidad magnetica los

materiales se clasi&ican de la siguiente &orma#

0>m χ 

0<m

 χ 

1>>m

 χ 

7iamagnéticos

"aramagnéticos

Ferromagnéticos

El caso que nos acude en este curso es

re&erente a los materiales &erromagnéticos queson los mas usados en la construcción demaquinas y equi'amiento eléctrico.

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LOGOFerromagnetismo e 8istéresis

,e4t

,e4tEn los materiales &erromagnéticos ocurre un &enómeno &(sico a nivel de suestructura atómica0 que alinea los electrones de cada 9tomo de &orma 'aralelaunos con otros0 rom'iendo la aleatoriedad de sus 'osiciones relativas antes deestar en 'resencia de un cam'o magnético.

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LOGOFerromagnetismo e 8istéresisGrafico de magnetización de una aleación de hierro

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LOGOFerromagnetismo e 8istéresis

3urva de 8istéresis

Material 2lando# /'ro'iado'ara a'licaciones

electromec9nicas.

Material 7uro# 1o a'ro'iado'ara a'licacioneselectromec9nicas.

La :istéresis es la que 'ermite la e4istencia de imanes

'ermanentes arti&iciales que de otro modo no ser(an 'osi)les.

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LOGO

;eamos a:ora las reglas que rigen el com'ortamiento de los circuitos

magnéticos#

Leyes de los circuitos magnéticos. /nalog(as

< Ec. 7e Ma4=ell< Fuerza Magneto Motriz FMM!< Ley de 8o'inson

La divergencia del cam'o de inducción magnética 2 sim'lemente indica que no 'odemosaislar los 'olos o es decir en otras 'ala)ras0 las l(neas de &uerza o l(neas magnéticas soncontinuas cerradas! e in&initas.

El rotacional de un cam'o magnético 8 se convierte en la &orma di&erencial de la Leyde /m'ere y e4'resa la FMM#

6u unidad es elam'erio-vuelta.

6i consideramos constante el cam'o0 las l(neascoinciden con la l(nea media del n>cleo0 lo cual es

com>n en la 'r9ctica.

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LOGOLey de 8o'inson

La ultima de las ec. de Ma4=ell e4'resa lo ya visto como la relación entre los cam'os2 y 80 en &unción de una 'ro'iedad adimensional de los materiales que se llama'ermea)ilidad magnética.

8aciendo algunas sustituciones alge)raicos utilizando las ecuaciones anteriores

tenemos#

"ara una sección transversal de un material &erromagnetico el &lu*o es constante en elnucleo y viene dado 'or#

e)ers

Reluctancia

Ley de 8o'inson

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LOGO /nalogias.

?n circuito magnético se 'uede modelar como un circuito eléctrico a'ro4imado0

o)viamente guardando ciertas restricciones de)ido a la naturaleza de los cam'osmagnéticos. ;eamos las siguientes ta)las de analog(a 'ara luego resolver algunose*ercicios de circuitos magnéticos%

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LOGO /nalog(as.

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