Electricidad

FÍSICA II A/B Abril 2009

Guía 6: Magnetismo estacionario en medios materiales.
1. El circuito magnético mostrado está constituido por un núcleo de 40 cm de longitud media y de sección constante igual a 1 cm2. Dicho núcleo está construido con un material ferromagnético, cuya curva de primera imantación se ha aproximado en forma tal de considerar sobre la misma una permeabilidad magnéticarelativa constante e igual a 1000. Si inicialmente el núcleo se encuentra desmagnetizado; se pide: a) Calcular la corriente necesaria que debe establecerse en el arrollamiento de 200 espiras, en el sentido indicado, para que el flujo del campo magnético en el núcleo sea de 10-5 Wb. Indicar el valor de la fuerza magnetomotriz actuante. b) Calcular el módulo de los tres vectores magnéticos, indicando susentido en el circuito magnético. c) Calcular el flujo concatenado por el arrollamiento. d*) (para resolver luego de estudiar los conceptos de inducción electromagnética y energía de campo magnético). Calcular el coeficiente de autoinducción del arrollamiento y la energía de campo magnético de la configuración, despreciando el calor disipado en el proceso de magnetización.

I S

2. En el mismocircuito magnético del problema 1, con el núcleo inicialmente desmagnetizado, se le coloca un bobinado de 500 espiras con una corriente de 2 A. Se pide: a) Calcular el flujo en el circuito magnético. b) Calcular el módulo de los tres vectores magnéticos, indicando su sentido en el circuito magnético. 3. Resolver el problema 1, suponiendo que el núcleo inicialmente desmagnetizado tiene unentrehierro de 1 mm (calcular los tres vectores en el núcleo y en el entrehierro). 4. Resolver el problema 2, suponiendo que el núcleo inicialmente desmagnetizado tiene un entrehierro de 1 mm (calcular los tres vectores en el núcleo y en el entrehierro). 5. El circuito magnético mostrado, está constituido por un núcleo toroidal de radios R1 = 2 cm y R2 = 3 cm, y de sección cuadrada constante. Dicho núcleoestá construido con un material ferromagnético, cuya curva de primera imantación se ha aproximado en forma tal de considerar sobre la misma una permeabilidad magnética relativa constante e igual a 800. El bobinado tiene 300 espiras y la corriente indicada es de 1 A. Si inicialmente el núcleo se encuentra desmagnetizado y los requerimientos de diseño no permiten aproximar al modelo de pequeñasección; se pide: a) Calcular el flujo en el circuito magnético y el flujo concatenado por el bobinado. b) Calcular el módulo máximo esperable de los tres vectores magnéticos, indicando su sentido en el circuito magnético y su localización, c) Comparar con el flujo que se obtendría si el bobinado supuesto compacto y extendido sobre

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todo el soporte toroidal tuvierenúcleo de aire. d*) (para resolver luego de estudiar los conceptos de inducción electromagnética y energía de campo magnético) Calcular el coeficiente de autoinducción del arrollamiento y la energía de campo magnético de la configuración, despreciando el calor disipado en el proceso de magnetización.

I

R1

R2

6. Repetir el problema 5, suponiendo que el núcleo inicialmente desmagnetizadotiene un entrehierro de 1 mm (calcular los tres vectores en el núcleo y en el entrehierro). 7. El circuito magnético mostrado, está constituido por dos núcleos en serie. El primero tiene 40 cm de longitud media y sección constante igual a 1 cm2. El segundo tiene 10 cm de longitud media y sección constante igual a 1,5 cm2. Dichos núcleos están construidos con materiales ferromagnéticos, cuyascurvas de primera imantación se han aproximado en forma tal de considerar sobre las mismas permeabilidades magnéticas relativas constantes e iguales a 1000 el primero y a 2000 el segundo. El bobinado tiene 200 espiras y la corriente indicada es de 2 A. Si inicialmente los núcleos se encuentran desmagnetizados; se pide: a) Calcular el flujo en el circuito magnético y el flujo concatenado por el...