magnetismo y electromagnetismo

Escuela de Ingeniería
Mecánica Automotriz
Laboratorio de Autotronica

Unidad II.

Elaborado por:

“Circuitos magnéticos”

Julio Barrera
Cristian Osorio
Mario Quintanilla

I. Campos magnéticos
En la región que rodea a 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, laslíneas
de flujo magnético no tienen orígenes o
puntos terminales, como lo tienen las
líneas de flujo eléctrico, si no que
existen en lazos continuos. El símbolo
para el flujo magnético es la letra
griega (phi) φ .
Las líneas de flujo magnético van del
polo norte al polo sur retornando al polo norte a través de la barra metálica.
Si polos diferentes de dos imanes permanentes son acercadosuno al otro, los
imanes se atraerán y la distribución del flujo será como se muestra en la figura.

Si se acercan polos iguales, los imanes se repelerán y la distribución del flujo será
como se muestra en la figura siguiente.

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Si un material no magnético, como vidrio
o cobre, se coloca en las trayectorias de
flujo que rodean a un imán permanente,
habrá uncambio casi imperceptible en la
distribución del flujo. 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 eléctricossensibles e instrumentos que pueden ser
afectados por campos magnéticos parásitos.

Un campo magnético está presente
alrededor de todo alambre que porte
una corriente eléctrica.
La dirección de las líneas de flujo
magnético
puede
encontrarse
de
manera sencilla colocando el pulgar de
la mano derecha en la dirección del flujo
convencional
de
la
corriente
y
observando la dirección delos dedos restantes (regla de la mano derecha). Si el
conductor es enrollado en una sola vuelta, el flujo
resultante fluirá en una dirección común a través del
centro de la bobina. Una bobina de más de una vuelta
producirá un campo magnético que existirá en una
trayectoria continua a través y alrededor de la bobina.

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En el centro de una bobina se utilizageneralmente un material magnético para
lograr una concentración más controlada
de las líneas de flujo y así incrementar la
densidad de flujo magnético en su interior.
Hierro, acero o cobalto, son los materiales
mayormente usados como núcleo de dichas
bobinas.

(a)

Densidad de flujo

En el SI el flujo magnético se mide en webers y tiene
asignado del símbolo φ . La cantidad de líneas deflujo
por unidad de área se llama densidad de flujo, se denota
por la letra mayúscula B y se mide en teslas. Su
magnitud se determina por la siguiente ecuación:

B=

φ
A

donde φ es la cantidad de líneas de flujo que pasan por el área A.

(b)

Permeabilidad

La permeabilidad de un material es una medida de la facilidad con que líneas de
flujo magnético pueden establecerse en él. Lapermeabilidad es similar en
muchos aspectos a la conductividad en circuitos eléctricos. La permeabilidad del
espacio libre es:
⎡ Wb ⎤
μ 0 = 4 ⋅ π ×10 −7 ⎢
⎣ A⋅ m⎥
⎦
Los materiales con muy altas permeabilidades se llaman ferromagnéticos. La
razón de permeabilidad de un material a la del espacio libre se llama
permeabilidad relativa; esto es,

μr =

μ
μ0

En general, para materialesferromagnéticos, μ r ≥ 100 , y para materiales no
magnéticos, μ r = 1 .
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(c)

Reluctancia

Recordemos que la resistencia de un material al flujo de carga (corriente) se
determina para circuitos eléctricos por la ecuación:

R=ρ⋅

l
A

La reluctancia de un material al establecimiento de líneas de flujo magnético en él
esta determinada por la siguiente...