Campos magneticos

EL CAMPO MAGNÉTICO
Los campos magnéticos son el mecanismo fundamental
para convertir la energía de una forma a otra en
motores, generadores y transformadores.
Existen cuatro principios básicos para utilizar los
campos magnéticos en estos aparatos.
1.- Un conductor para corriente produce un campo
magnético a su alrededor.
2.- Un campo magnético variable en el tiempo induce un
voltaje enuna bobina de alambre si pasa atraves de
ella. (Funcionamiento del transformador)

3.- Un conductor que porta corriente en presencia de un
campo magnético experimenta una fuerza inducida
sobre el (Funcionamiento del motor).
4.- Un conductor eléctrico que se mueva en presencia de
un campo magnético tendrá un voltaje inducido en el
(Funcionamiento del generador).

PRODUCCIÓN DE UN CAMPOMAGNÉTICO

La ley básica que gobierna la producción de un campo magnético
por medio de una corriente. Ley de Ampere.

∫ Η • dl = I

net

(1-18)

Donde H es la intensidad del campo magnético producida por la
corriente Ineta,y dl es el elemento diferencial a lo largo de la
trayectoria de integración.
I se mide en amperes y H en amperes-vuelta por metro.
En la figura muestra un núcleorectangular con un devanado de N
vueltas de alambre enrollado sobre una de las columnas del núcleo.

Si el núcleo es de hierro o de ciertos metales similares
(materiales ferromagnéticos).
Todo el campo magnético producido por la corriente
permanecerá dentro del núcleo.
De modo que el cambio de integración especificado en la
ley de Ampere es la longitud media del núcleo In.
La corrienteque pasa por el camino de integración Ineta es
entonces Ni, puesto que la bobina de alambre corta dicho
camino N veces mientras pasa la corriente i.
La ley de Ampere se expresa entonces como:

Hl n = Ni

(1-19)

De esta manera:

Ni
H=
ln

(1-20)

La intensidad del campo magnético H es una medida de esfuerzo
de una corriente por establecer un campo magnético.
La potencia delcampo magnético producido en el núcleo
depende también del material del que esta hecho.
La relación entre la intensidad de campo magnético H y la
densidad del flujo magnético resultante B producida dentro del
material esta dado por:
B =μH
Donde:

(1-21)

H = intensidad del campo magnético
μ = permeabilidad magnética del material
B = densidad de flujo magnético resultante

La densidad deflujo magnético real producida en una sección del
material esta dada entonces por el producto de dos términos:
H, que representa el esfuerzo de la corriente por establecer un
campo magnético μ, que representa la facilidad relativa para
establecer un campo magnético en un material dado.

μr =

μ
μ0

La intensidad del campo magnético se mide en ampere – vueltas
por metro.
Lapermeabilidad en henrys por metro y la densidad de flujo
resultante en webers por metro cuadrado, conocido como teslas
(T).
La permeabilidad del espacio libre (aire) se denomina μ0, y su
valor es:
μ0 = 4π ×10−7 Η/ m
(1-22)
La permeabilidad de cualquier material comparada con la del
espacio libre se denomina permeabilidad relativa:
μ
μr =
(1-23)
μ0
Debido a que la permeabilidad del hierro esmucho mayor que la
del aire, la mayor parte del flujo en un núcleo de hierro, como se
observa en la figura anterior, permanece dentro del núcleo en
lugar de viajar a través del aire circundante, cuya permeabilidad
es mucho más baja.

La pequeña cantidad de flujo disperso que abandona el núcleo
de hierro es muy importante para determinar el enlace de flujo
entre las bobinas y lasautoinductancias de las bobinas en
transformadores y motores.
La magnitud de la densidad de flujo esta dada por:
B = μH =

μNi
ln

(1-24)

Y el flujo total en cierta área dado por:

Φ = ∫ Β • dΑ

(1-25a)

A

Donde dA es la diferencial del área. Si el vector de densidad de
flujo es perpendicular a un plano de área A y si la densidad de
flujo es constante en toda el área, la ecuación se...