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Universidad Pedagógica Nacional“Francisco Morazán”
CUEDTEGUCIGALPA
Resumen Capitulo 11
Asignatura: Circuitos DC
Lic: Felipe Danilo Espinal
Alumno:Edwin Orlando Enamorado Sánchez
1601-1978-00035
Tegucigalpa M.D.C. 26 de octubre del 2014
CONTENIDOCIRCUITOS ELECTROMAGNETICOS.......................................................................................2
1.1. INTRODUCCION.................................................................................................................2
1.2. CAMPOS MAGNETICOS..................................................................................................3
Electromagnetismo y Regla de la Mano Derecha..............................................................4
1.3. DENSIDAD DE FLUJO......................................................................................................5
1.4. PERMEABILIDAD...............................................................................................................6
1.5. RELUCTANCIA...................................................................................................................6
1.6. LEY DE OHM PARA CIRCUITOS MAGNETICOS........................................................7
1.7. FUERZA MAGNETIZANTE...............................................................................................7
1.8. HISTERISIS..........................................................................................................................8
REUMEN CAPITU 11
CIRCUITOS ELECTROMAGNETICOS
1.1. INTRODUCCIONEl magnetismo juega una parte integral en casi todo dispositivo eléctrico usado
actualmente en la industria, la investigación o en casa. Generadores, motores,
transformadores, corta circuitos, televisiones, computadoras, grabadoras de cinta
y teléfonos emplean efectos magnéticos para efectuar una variedad de
importantes tareas.
¿Qué es el imán permanente?
El imán permanente está hecho de un material, como el acero o el hierro, que
permanece magnetizado por largos periodos sin necesitar de una fuente externa
de energía.
FIGURA No.1
En 1820, el físico danés Hans Christian Oersted descubrió que la aguja de una
brújula se reflexiona cuando se acerca a un conductor portador do corriente. Por
primera vez fue demostrado que la electricidad y el magnetismo están
relacionados. El mismo año el físico francés André-Marie Ampere efectuó
experimentos en esta área y desarrolló lo que actualmente se llama ley de
circuitos de Ampere. En años subsecuentes, investigadores como Michael
Faraday. Karl Friedrich Gauss y James Clerk Maxwell continuaron experimentando
Produce campo magnético a su alrededor.
Tiene dos polos norte y sur. Puede adoptar distintas
formas.
en esta área y desarrollaron muchos de los conceptos básicos del
electromagnetismo.
1.2. CAMPOS MAGNETICOS
En un imán permanente existe un campo magnético que puede ser representado
por líneas de flujo magnético similares a las líneas de flujo eléctrico. Sin embargo,
las líneas de flujo magnético no tienen orígenes o puntos terminales, como lo
tienen las líneas de flujo eléctrico, sino que existen en lazos continuos, como se
muestra en la figura 2.
Las líneas de flujo magnético van del polo norte al polo sur retornando al polo
norte a través de la barra metálica. Observe el espaciamiento uniforme entre las
líneas de flujo dentro del núcleo y la distribución simétrica fuera del material
magnético.
FIGURA 2: Distribución de flujo para imán permanente
Misma áreaLíneas de flujo
• Se define el campo magnético como la región en la que se ejerce sobre un
cuerpo una fuerza magnética.
Si polos diferentes de dos imanes permanentes son acercados uno al otro, los
imanes se atraerán. Si se acercan polos iguales, los imanes se repelerán.
Si un material no magnético, como vidrio o cobre, se coloca en las trayectorias de
flujo que rodean a un imán permanente, habrá un cambio casi imperceptible en la
distribución del flujo (Figura 3). Sin embargo, cuando un material magnético, como
el hierro dulce, se coloca en la trayectoria del flujo, las líneas de flujo pasarán por
el hierro y no por el aire circundante porque pueden hacerlo con mayor facilidad a
través de materiales magnéticos que por el aire. Este principio se pone en uso en
el blindaje de elementos eléctricos sensibles e instrumentos que pueden ser
afectados por campos magnéticos parásitos.
Electromagnetismo y Regla de la Mano Derecha
En electromagnetismo,
la regla de la mano derecha establece que si se extiende la mano derecha sobre
el conductor en forma de que los dedos estirados sigan la dirección de la corriente,
el pulgar en ángulo recto con los demás dedos indicará el sentido de
desplazamiento del polo norte de una aguja imantada (figura 4). El campo creado
por la corriente eléctrica a través de un conductor recto como todo campo
magnético, está integrado por líneas que se disponen en forma de circunferencias
concéntricas dispuestas en planos perpendiculares al conductor.
La distribución del flujo de la bobina es bastante similar a la del imán per-
mantente. Las líneas de flujo saliendo de la bobina por la izquierda y entrando por
la derecha simulan un polo norte y un polo sur. Respectivamente. La principal
diferencia entre las dos distribuciones de flujo es que las líneas de flujo están más
concentradas en el imán permanente que en la bobina.
FIGURA 3: Comportamiento de los imanes
Un electroimán además de tener todas las propiedades de un imán permanente,
también posee una intensidad de campo que se puede variar cambiando una de
las componentes (corriente, vueltas, etc.). Por supuesto, la corriente debe pasar
por la bobina del electroimán para que se desarrolle el flujo magnético, mientras
que en el imán permanente no hay necesidad de la bobina o de la corriente.
1.3. DENSIDAD DE FLUJOLa cantidad de líneas de flujo por unidad de área se llama densidad de flujo, se
denota por la letra mayúscula B y se mide en tesla. Su magnitud se determina por
la siguiente ecuación:
Tesla es considerado a menudo como uno de los más innovadores e inventivos
personajes en la historia de las ciencias. Fue el primero en introducir la máquina
de corriente alterna. Abarcan desde sistemas de iluminación hasta sistemas
polifásicos de potencia y sistemas inalámbricos de comunicación mundial.
Weber hizo importantes contribuciones al estable-cimiento de un sistema de
unidades absolutas para las ciencias eléctricas, que en su época empezaban a
constituirse en un área muy activa de investigación v desarrollo. Estableció una
definición de la corriente eléctrica en un sistema electromagnético basándose en
el campo magnético producido por la comente.
FIGURA 3: Comportamiento de los imanes
1.4. PERMEABILIDAD
La permeabilidad (µ) de un material es una medida de la facilidad con que líneas
de flujo magnético pueden establecerse en él. La permeabilidad es similar en
muchos aspectos a la conductividad en circuitos eléctricos. La permeabilidad del
espacio libre (vacío) es:
Como se indicó, (µ) tiene unidades de Wb/Am. Hablando prácticamente, la
permeabilidad de todos los materiales no magnéticos, como cobre, aluminio,
madera, vidrio y aire, es la misma que para el espacio libre. Los materiales que
tienen permeabilidades ligeramente menores que la del espacio libre se
denominan diamagnéticos, y aquellos con permeabilidades ligeramente mayores
que la del espacio libre se denominan paramagnéticos. Los materiales
magnéticos, como hierro, níquel, acero, cobalto y aleaciones de esos metales,
tienen permeabilidad de cientos e incluso miles de veces más que la del espacio
libre. Los materiales con esas muy altas permeabilidades se llaman
ferromagnéticos.
La razón de la permeabilidad de un material a la del espacio libre se llama
permeabilidad relativa; esto es:
1.5. RELUCTANCIA
La reluctancia de un material es la oposición al establecimiento de líneas de
campo magnético en un material, también se podría ver como la resistencia al
paso de líneas de flujo magnético y se determina por medio de la ecuación:
Donde ℜ es la reluctancia, / es la longitud de la trayectoria magnética, y A es el
área de la sección transversal. La t en las unidades At/Wb es el número de vueltas
del embobinado aplicado. Se abundará acerca de ampere-vueltas (At) en la
siguiente sección.
1.6. LEY DE OHM PARA CIRCUITOS MAGNETICOS
La causa es la fuerza magneto motriz (fmm) F que es la fuerza externa (o
“presión”) requerida para establecer las líneas de flujo magnético dentro del
material magnético. La oposición al establecimiento del flujo Ø es la reluctancia ℜ.
La fuerza magneto motriz 3* es proporcional al producto del número de vueltas
alrededor del núcleo (en donde desea establecerse el flujo) y la corriente a través
de las vueltas del alambre. En forma de ecuación.
1.7. FUERZA MAGNETIZANTE
La fuerza magneto motriz por unidad de longitud se llama fuerza magnetizaste (H). En forma de ecuación.
Sustituyendo la fuerza magneto motriz resultará en:
Es interesante darse cuenta de que la fuerza magnetizaste es independiente del tipo de material del núcleo está determinada sólo por el número de vueltas, la corriente y la longitud del núcleo.
Conforme la fuerza magnetizaste aumenta, la permeabilidad se eleva a un máximo y luego cae a un mínimo, como se muestra en la figura 11.19 para tres materiales magnéticos empleados comúnmente.
La densidad de flujo y la fuerza magnetizante están relacionadas por la siguiente
ecuación:
Esta ecuación indica que para una fuerza magnetizante particular, entre mayor
sea la permeabilidad, mayor será la densidad de flujo inducida.
1.8. HISTERISIS
La histéresis o fuerza magnetizadora es el gradiente de fuerza magnetomotriz en
una extensión de material.
Si la Fuerza magnetomotriz es un imán artificial con N vueltas de cable, entonces:
La histéresis de un material se conoce a partir de la experimentación, por lo cual
existen gráficos y tablas que almacenan los valores de histéresis de materiales
comunes.
Asimismo, es posible conseguir gráficos que describen la variación de la
permeabilidad de un material con respecto a la variación de la fuerza
magnetizadora a que se ve sometido.
Además, téngase en cuenta la ecuación: B=μH dentro del conjunto útil de
fórmulas.
