maquinas electricas

Instituto Tecnológico de Tepic

Ing. Mecatrónica

Materia: Máquinas Eléctricas

M.C. Luis I. Olvera Ochoa

Unidad 1 Principios y fundamentos de máquinas eléctricas

Thomas Edson Amador Berumen



Índice

Estudio del campo magnético…………………………………………………………………………3

Análisis de circuitos magnéticos………………………………………………………………………5

Principio de motorgenerador…………………………………………………………………………12

Análisis de excitación en C.A. y C.D. – conexiones………………………………………………..28


Transformador

Coeficiente de Acoplamiento





Todas las maquinas eléctricas funcionan según los mismos principios, y son gobernadas por las mismas leyes fundamentales:

Ley de la inducción, Faraday
Ley del circuito eléctrico, Kirchhoff
Ley del circuito de campo Magnético, Ampere
Ley del conductor en un campo magnético Biot-Savart
Leyesfundamentales
Ley de Faraday
Dice: Se induce una f.e.m. entre las puntas de un conductor cuando varía el flujo magnético que lo afecta. El valor de la f.e.m. inducida es proporcional a la velocidad de variación del flujo magnético:

La f.e.m. inducida tiene magnitud, dirección y sentido. Usaba una pila de volta y un electroscopio, forma la teoría de la “electrificación por influencia” (inducción), “leyesde la electrólisis” y otros descubrimientos que culminaron en el dinamo de Faraday que la primera máquina eléctrica.
Los últimos descubrimientos de Faraday nos muestra lo adelantado que estaba para sus tiempos:
1.-la interacción entre un campo magnético Y un rayo de luz polarizada (el campo magnético. Se vuelve rotatorio)
2.-el magnetismo permanente en el fierro, níquel y cobalto con gran fza.Atractiva de norte a sur. También descubrió el magnetismo leve en el magnesio y platino.
Encontró fuerza de repulsión magnética en el bismuto, hidrógeno, vegetal, fibra muscular. Con ellos hizo brújulas que se orientaban de este a oeste. El sentido de la fem inducida descubierta por Faraday, queda establecida por la ley de Lenz, que indica que se ha de oponer a cualquier variación de flujomagnético.









Considérese ahora otra máquina elemental:
N








S


La ley de Faraday puede reescribirse así: la fem inducida es igual a la velocidad de disminución de magnetismo que atraviesa la bobina


Donde:




La ley de Faraday puede reescribirse también de otras maneras:







IComo la velocidad del conductor es “V” y es igual a dx / dt:
e= B l V * 10^-8 volts
Entonces la fem inducida en el conductor es igual al flujo “cortado” por segundo.
En el sistema inglés:

Donde:
B  líneas magnéticas
l  pulgadas
V  pies / minuto
Estas ecuaciones son aplicables también a la máquina que gira entre los polos si la velocidad de giro es constante, porque, si la bobinapasa por el plano vertical, el flujo vale cero, al siguiente cuarto de vuelta vale Φ. Otro cuarto de vuelta y vale cero y al completar otro cuarto de vuelta vale –Φ.


Durante media revolución ΔΦ = 2Φ. Si la velocidad de giro fuera n/60 r.p.s. (siendo n las r.p.m.) la duración de media revolución será t = 30/n segundos. Entonces:
Emedia = volts FEM media inducida
Si el número de polos fueramayor a 2, hasta alcanzar un número “p”:

Y por eso:
Emedia = volts
Podemos graficar los valores obtenidos de la fuerza electromotriz inducida. La curva resultante es igual a la de las variaciones de B, la densidad de flujo, queda así:

V
B





Para que la curva de la gráfica anterior se aproxime a la senoide, hay que procurar que la relación entre amplitud y el valormedio de dicha curva valga π/2. Entonces la amplitud de la fem inducida es:
Em = volts
También es igual a la energía magnética. La curva entonces será así:

B
E



Emed = 4 volts fem inducida

Em volts de amplitud
E volts valor eficaz 30% de error a las anteriores
Ejemplo: la máquina tiene 6 polos y gira a 1200 r.p.m. Tiene 5...