ELECTROIMAN
Páginas: 6 (1300 palabras)
Publicado: 19 de mayo de 2015
universidad nacional de colombia
¿Cómo hacer un electroimán?
Nelson Felipe Oliveros Mesa G2N28
Paula Angélica Solarte Blandón G2N28
PROBLEMA
El proceso de diseño de un electroimán requiere un conocimiento de las leyes básicas del electromagnetismo. Para un dispositivo óptimo es esencial un buen diseño, eligiendo los materiales y procedimientos de construcción adecuados.Principalmente los mayores retos para la construcción de dicho dispositivo son:
Elegir un buen material ferromagnético, que presente una baja reluctancia y permita un buen desempeño.
Calcular la corriente necesaria para generar un campo magnético capaz de ejercer una fuerza suficiente para levantar un peso de 1Kg.
Elegir el calibre de conductor adecuado a fin de transportar sin degradarse, la corrientecalculada para proporcionar la fuerza magnetomotriz necesaria.
La solución a estos tres interrogantes plantea la necesidad de investigar sobre los siguientes tópicos.
Leyes de maxwell
Circuitos magnéticos
Materiales ferromagnéticos.
JUSTIFICACION
En el ámbito industrial, es de gran importancia la capacidad de transportar productos o materias primas de un lado a otro. Puesto que se busca lamayor eficiencia en cada subproceso, realizar tareas repetitivas de transporte es sumamente ineficiente, por esta razón, elementos como electroimanes “acoplados a sistemas mecánicos” y bandas transportadoras son vitales en las empresas.
El mayor interés de este proyecto es mostrar por medio de un dispositivo didáctico, la viabilidad y utilidad de los electroimanes en el proceso de transporte “dematerias primas, productos etc. obviamente metálicos” de un punto a otro en una cadena de producción.
OBJETIVO GENERAL
Diseñar y construir un electroimán capaz de levantar un peso mínimo de 1kg capaz de funcionar con corriente AC o DC.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Diseñar el núcleo teniendo como base de partida criterios como baja reluctancia, alta permeabilidad, bajo costo y dimensiones adecuadas.Calcular la corriente necesaria para lograr establecer un flujo capaz de levantar un peso alrededor de 1kg
Calcular el calibre del conductor de modo que soporte la corriente a la cual será sometido.
Calcular el número de espiras requerido por la bobina.
CALCULOS
El área de sección transversal de la varilla es:
La longitud de la varilla será de aproximadamente 10 cms.
Teniendo en cuenta la bajareluctancia del hierro podemos suponer que toda la energía magnética se consume en el entrehierro entre el electroimán y su carga, asumiendo un entrehierro de 1mm y el área transversal mencionada en la sección anterior tenemos que:
Dónde:
Es el volumen del entrehierro, dl representa la longitud del entrehierro
F es la fuerza representada por el peso a levantar, 1Kg para este caso
B es la densidad decampo magnético
Es la permeabilidad del aire igual a
Simplificando la ecuación 2 tenemos:
Puesto que la fuerza es igual al peso de la carga, 1Kg, despejamos B de la ecuación 3 y obtenemos:
De las relaciones para el circuito magnético tenemos:
Dónde:
N es el número de vueltas de la bobina.
I es la corriente que circulara por la bobina.
R es la reluctancia del entrehierro.
Lareluctancia del entrehierro es igual a:
Donde l es la longitud del entrehierro. Puesto que tenemos 2 entrehierros en serie la reluctancia total sería igual a 14072055 Oersted, reemplazando este valor en la ecuación 6 y teniendo una salida de corriente nominal de 1 A tenemos que el número de vueltas necesario es:
¿Cómo elegir el alambre?
Como la corriente del bobinado será de 1 A, podemos observar enla tabla1 que el alambre calibre 24 soporta esta corriente con un factor de protección del 30%. El costo por Kg de este alambre es de $5000 y su densidad lineal es de 1.82Kg/Km.
¿Cómo elegir el núcleo?
Varilla en U: si bien este modelo aumenta en precio, ya que después de adquirir la varilla recta se necesita aplicarle un doblado para que adquiera esta forma, su precio después de ser...
¿Cómo hacer un electroimán?
Nelson Felipe Oliveros Mesa G2N28
Paula Angélica Solarte Blandón G2N28
PROBLEMA
El proceso de diseño de un electroimán requiere un conocimiento de las leyes básicas del electromagnetismo. Para un dispositivo óptimo es esencial un buen diseño, eligiendo los materiales y procedimientos de construcción adecuados.Principalmente los mayores retos para la construcción de dicho dispositivo son:
Elegir un buen material ferromagnético, que presente una baja reluctancia y permita un buen desempeño.
Calcular la corriente necesaria para generar un campo magnético capaz de ejercer una fuerza suficiente para levantar un peso de 1Kg.
Elegir el calibre de conductor adecuado a fin de transportar sin degradarse, la corrientecalculada para proporcionar la fuerza magnetomotriz necesaria.
La solución a estos tres interrogantes plantea la necesidad de investigar sobre los siguientes tópicos.
Leyes de maxwell
Circuitos magnéticos
Materiales ferromagnéticos.
JUSTIFICACION
En el ámbito industrial, es de gran importancia la capacidad de transportar productos o materias primas de un lado a otro. Puesto que se busca lamayor eficiencia en cada subproceso, realizar tareas repetitivas de transporte es sumamente ineficiente, por esta razón, elementos como electroimanes “acoplados a sistemas mecánicos” y bandas transportadoras son vitales en las empresas.
El mayor interés de este proyecto es mostrar por medio de un dispositivo didáctico, la viabilidad y utilidad de los electroimanes en el proceso de transporte “dematerias primas, productos etc. obviamente metálicos” de un punto a otro en una cadena de producción.
OBJETIVO GENERAL
Diseñar y construir un electroimán capaz de levantar un peso mínimo de 1kg capaz de funcionar con corriente AC o DC.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Diseñar el núcleo teniendo como base de partida criterios como baja reluctancia, alta permeabilidad, bajo costo y dimensiones adecuadas.Calcular la corriente necesaria para lograr establecer un flujo capaz de levantar un peso alrededor de 1kg
Calcular el calibre del conductor de modo que soporte la corriente a la cual será sometido.
Calcular el número de espiras requerido por la bobina.
CALCULOS
El área de sección transversal de la varilla es:
La longitud de la varilla será de aproximadamente 10 cms.
Teniendo en cuenta la bajareluctancia del hierro podemos suponer que toda la energía magnética se consume en el entrehierro entre el electroimán y su carga, asumiendo un entrehierro de 1mm y el área transversal mencionada en la sección anterior tenemos que:
Dónde:
Es el volumen del entrehierro, dl representa la longitud del entrehierro
F es la fuerza representada por el peso a levantar, 1Kg para este caso
B es la densidad decampo magnético
Es la permeabilidad del aire igual a
Simplificando la ecuación 2 tenemos:
Puesto que la fuerza es igual al peso de la carga, 1Kg, despejamos B de la ecuación 3 y obtenemos:
De las relaciones para el circuito magnético tenemos:
Dónde:
N es el número de vueltas de la bobina.
I es la corriente que circulara por la bobina.
R es la reluctancia del entrehierro.
Lareluctancia del entrehierro es igual a:
Donde l es la longitud del entrehierro. Puesto que tenemos 2 entrehierros en serie la reluctancia total sería igual a 14072055 Oersted, reemplazando este valor en la ecuación 6 y teniendo una salida de corriente nominal de 1 A tenemos que el número de vueltas necesario es:
¿Cómo elegir el alambre?
Como la corriente del bobinado será de 1 A, podemos observar enla tabla1 que el alambre calibre 24 soporta esta corriente con un factor de protección del 30%. El costo por Kg de este alambre es de $5000 y su densidad lineal es de 1.82Kg/Km.
¿Cómo elegir el núcleo?
Varilla en U: si bien este modelo aumenta en precio, ya que después de adquirir la varilla recta se necesita aplicarle un doblado para que adquiera esta forma, su precio después de ser...
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