Circuitos Electricos Y Mas
Páginas: 31 (7691 palabras)
Publicado: 7 de marzo de 2013
CIRCUITOS MAGNÉTICOS
CIRCUITOS MAGNÉTICOS
8.1
Generalidades
Una corriente circulando por un conductor de gran longitud, genera alrededor del mismo un campo magnético, cuyas líneas de fuerza describen círculos concéntricos según se observa en la figura 8.1. Líneas de campo magnético Conductor Sentido de Circulación de la corriente Corriente entrante Corriente saliente
Figura 8.1Generación de un campo magnético, debido a la corriente circulando en un conductor
En la figura puede observarse, que si la corriente es entrante las líneas de campo magnético tienen un sentido horario, en cambio si la corriente es saliente, el sentido es antihorario. El valor de la intensidad de campo magnético, en un punto que se encuentre a una distancia "r" del conductor está dado por lasiguiente expresión:
I
H
2
r
Donde I : Intensidad de corriente [A] H: Intensidad de campo magnético [A/m] r : Distancia hasta el punto en cuestión [m]
Ing. J. Álvarez 11/09
135
CIRCUITOS MAGNÉTICOS
I
H r
Plano perpendicular al eje del conductor
Figura 8.2 Intensidad de campo magnético originado por la corriente en un conductor
Ley de Ampere
H dl INET A
La mismaestablece, que la integral de la intensidad de campo magnético "H", alrededor de una trayectoria cerrada, es igual a la corriente encerrada por esa trayectoria. En la figura 8.3 se muestra un conductor de gran longitud, siendo la trayectoria un círculo d
Siendo : H dl I el vector de intensidad de campo magnético [A/m] el elemento diferencial a lo largo de la trayectoria de integración [m]corriente que concatena [A ]
Radio de la trayectoria (r)
Conductor
Intensidad de campo magnético (H) Corriente (I) Figura 8.3 Esquema de la trayectoria de la intensidad de campo magnético debido a la corriente por un conductor Como la trayectoria es un círculo de radio "r", la longitud de la misma es: 2. . r que nos queda: con lo
H dl H 2 H 2 r I
r H I 2 r
En el caso de que latrayectoria abarque más de un conductor, como es el caso de una bobina, según se muestra en la figura 8.4
Ing. J. Álvarez 11/09 136
CIRCUITOS MAGNÉTICOS
H H Norte H H Figura 8.4 Campo magnético originado por una bobina
H dl N I
I Sur I
El producto N.I se llama Fuerza magnetomotriz (Fmm). El sentido de las líneas de campo magnético están definidas por el sentido de la corriente, ydefiniremos como polo "norte", la región por la que salen las líneas de campo magnético y polo "sur", aquel por el que entran. Si la intensidad del campo magnético es constante a lo largo del circuito magnético, y además tiene la dirección del diferencial de la trayectoria se cumple: H.L = N. i
Flujo magnético Definimos como flujo magnético, la cantidad de líneas de campo magnético que atraviesan unasuperficie.
S
B dS
Siendo:
: Flujo magnético en Weber [Wb] B : Densidad de flujo magnético (Inducción magnética), en Tesla [T] dS : Diferencial de superficie [m ]
2
El flujo magnético que entra en una superficie cerrada, es igual a la que sale o sea:
S
B dS
0
La relación entre la intensidad de campo magnético "H" y la densidad de flujo magnético "B", es una propiedad delmaterial en el que existe el campo y la relación está dada por: B= Siendo H
la permeabilidad del material [T.m/A]
se puede expresar en relación con la permeabilidad del vacío o del aire: =
r 0. r
: permeabilidad relativa del material permeabilidad del vacío cuyo valor es 4 10
-7
0:
Ing. J. Álvarez 11/09
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CIRCUITOS MAGNÉTICOS
Ley de Faraday Cuando una o varias espiras sonatravesadas por un flujo magnético variable en el tiempo ( ), entre sus extremos se induce una fuerza electromotriz, cuyo valor está dado por la siguiente expresión: d e N dt Este efecto se logra teniendo un flujo magnético variable en el tiempo y una espira en reposo, o bien un flujo magnético constante y una espira en movimiento de acuerdo a los siguientes esquemas
Flujo magnético variable en...
CIRCUITOS MAGNÉTICOS
8.1
Generalidades
Una corriente circulando por un conductor de gran longitud, genera alrededor del mismo un campo magnético, cuyas líneas de fuerza describen círculos concéntricos según se observa en la figura 8.1. Líneas de campo magnético Conductor Sentido de Circulación de la corriente Corriente entrante Corriente saliente
Figura 8.1Generación de un campo magnético, debido a la corriente circulando en un conductor
En la figura puede observarse, que si la corriente es entrante las líneas de campo magnético tienen un sentido horario, en cambio si la corriente es saliente, el sentido es antihorario. El valor de la intensidad de campo magnético, en un punto que se encuentre a una distancia "r" del conductor está dado por lasiguiente expresión:
I
H
2
r
Donde I : Intensidad de corriente [A] H: Intensidad de campo magnético [A/m] r : Distancia hasta el punto en cuestión [m]
Ing. J. Álvarez 11/09
135
CIRCUITOS MAGNÉTICOS
I
H r
Plano perpendicular al eje del conductor
Figura 8.2 Intensidad de campo magnético originado por la corriente en un conductor
Ley de Ampere
H dl INET A
La mismaestablece, que la integral de la intensidad de campo magnético "H", alrededor de una trayectoria cerrada, es igual a la corriente encerrada por esa trayectoria. En la figura 8.3 se muestra un conductor de gran longitud, siendo la trayectoria un círculo d
Siendo : H dl I el vector de intensidad de campo magnético [A/m] el elemento diferencial a lo largo de la trayectoria de integración [m]corriente que concatena [A ]
Radio de la trayectoria (r)
Conductor
Intensidad de campo magnético (H) Corriente (I) Figura 8.3 Esquema de la trayectoria de la intensidad de campo magnético debido a la corriente por un conductor Como la trayectoria es un círculo de radio "r", la longitud de la misma es: 2. . r que nos queda: con lo
H dl H 2 H 2 r I
r H I 2 r
En el caso de que latrayectoria abarque más de un conductor, como es el caso de una bobina, según se muestra en la figura 8.4
Ing. J. Álvarez 11/09 136
CIRCUITOS MAGNÉTICOS
H H Norte H H Figura 8.4 Campo magnético originado por una bobina
H dl N I
I Sur I
El producto N.I se llama Fuerza magnetomotriz (Fmm). El sentido de las líneas de campo magnético están definidas por el sentido de la corriente, ydefiniremos como polo "norte", la región por la que salen las líneas de campo magnético y polo "sur", aquel por el que entran. Si la intensidad del campo magnético es constante a lo largo del circuito magnético, y además tiene la dirección del diferencial de la trayectoria se cumple: H.L = N. i
Flujo magnético Definimos como flujo magnético, la cantidad de líneas de campo magnético que atraviesan unasuperficie.
S
B dS
Siendo:
: Flujo magnético en Weber [Wb] B : Densidad de flujo magnético (Inducción magnética), en Tesla [T] dS : Diferencial de superficie [m ]
2
El flujo magnético que entra en una superficie cerrada, es igual a la que sale o sea:
S
B dS
0
La relación entre la intensidad de campo magnético "H" y la densidad de flujo magnético "B", es una propiedad delmaterial en el que existe el campo y la relación está dada por: B= Siendo H
la permeabilidad del material [T.m/A]
se puede expresar en relación con la permeabilidad del vacío o del aire: =
r 0. r
: permeabilidad relativa del material permeabilidad del vacío cuyo valor es 4 10
-7
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CIRCUITOS MAGNÉTICOS
Ley de Faraday Cuando una o varias espiras sonatravesadas por un flujo magnético variable en el tiempo ( ), entre sus extremos se induce una fuerza electromotriz, cuyo valor está dado por la siguiente expresión: d e N dt Este efecto se logra teniendo un flujo magnético variable en el tiempo y una espira en reposo, o bien un flujo magnético constante y una espira en movimiento de acuerdo a los siguientes esquemas
Flujo magnético variable en...
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