circuitos magneticos

Que es un circuito magnético
Se denomina circuito magnetico a un dispositivo en el cual las líneas de fuerza del campo magnetico se hallan canalizadas trazando un camino cerrado. Para su fabricación se utilizan materiales ferromagnéticos, pues estos tienen una permeabilidad magnética mucho mas alta que el aire o el espacio vacio y por tanto el campo magnetico tiene a confinarse dentro delmaterial, llamado nucleo. El llamado acero eléctrico es un material cuya permeabilidad magnética es exepcionalmete alta y por tanto apropiado para la fabricación de nucleos.
Un circuito magnetico sencillo es un anillo o toro hecho de material ferromagnético envuelto por un arrollamiento por el cual circula una corriente eléctrica. Esta ultima cre un flujo magnetico en el anillo cuyo valor viene dadopor:
Donde es el flujo magnetico, F es la fuerza magnetomotriz, definida como el producto del nuemero de espiras N por la corriente I( ) y R es la reluctancia, la cual se puede calcular por
Donde Ic es la longitud del circuito, medida en metros, “M” representa la permeabilidad magnética del material, medida en H/m (henrio/metro) y Ac el área de la selección del circuito(sección del nucleomagnetico, perpendicular al flujo) en metros cuadrados.
Los circuitos magnéticos son importantes en electrotecnia pues son la base teorica para la construcción de transformadores, motores eléctricos, muchos interruptores automáticos, relés, etc.










ECUACIONES DE LOS CTOS MAGNETICOS
2.1. Intensidad de Campo magnético
Los campos magnéticos son el mecanismo fundamental para convertir energíaeléctrica de corriente alterna de un nivel a otro en transformadores. Existen dos principios que describen cómo se utilizan los campos magnéticos aplicados al funcionamiento del transformador . Estos son:

1. Un conductor que porta una corriente, ya sea constante o variable, produce un campo magnético a su alrededor (Ley de Ampere).
2. Un campo magnético variable en el tiempo induce un voltaje en unabobina de alambre si pasa a través de ella (Ley de Faraday).

La Ley de Ampere es la ley básica que describe la producción de un campo magnético por medio de una corriente:
2.1
Donde H es la intensidad de campo magnético producida por la corriente neta la cual es la sumatoria de todas las contribuciones de corriente, tal como se indica en la figura 2.1a y dl es el elemento diferencial a lolargo de la trayectoria de integración. La corriente se mide en amperes y H en amperes-vuelta por metro, en unidades del SI . Un ejemplo de Una trayectoria de integración puede ser un núcleo como el que se muestra en la figura
2.1b.

Figura 2. 1 (a) Formulación general de la ley de Ampere. (b) Ejemplo específico de la ley de Ampere de una bobina sobre un núcleo [11]

Es importante notar que ladirección del campo H producida por una corriente en un conductor esta definida por la regla de la mano derecha, la cual nos dice que si la curvatura de los dedos de la mano derecha apunta en la dirección del flujo de corriente del conductor o bobina (en caso de estar enrollado) el dedo pulgar apuntará en la dirección del campo magnético, tal como lo indica la figura 2.2.




Figura 2.2 Determinación de la dirección del campo magnético por medio de la regla de la mano derecha [11]
2.2. Densidad de flujo magnético

La intensidad de campo magnético H, es una medida del “esfuerzo” de una corriente por establecer un campo magnético. La potencia del campo magnético producido depende del material que contenga el camino de integración en el cual se produce la intensidadde campo magnético. Una vez establecida una corriente en una bobina se produce un flujo magnético en el núcleo. El grado en el cual el flujo esta concentrado se le conoce como densidad de flujo magnético B, el cual es medido en un punto dado. La relación entre intensidad de campo magnético H y la densidad de flujo magnético B producida dentro del material está dada por la siguiente expresión....