Investigacion teorica campos electromagneticos
Páginas: 14 (3256 palabras)
Publicado: 4 de diciembre de 2010
Documentación e investigación teórica de campos electromagnéticos
Elaboró: Ing. Zimri Saúl Santos Ayaquica
Contenido
1. Introducción 1
2. Objetivo 1
3. Teoría electromagnética 1
3.1 Campo eléctrico 2
3.1.1 Cargas eléctricas 2
3.1.2 Carga puntual 3
3.1.3 Dipolo eléctrico 3
3.1.4 Sistemas de cargas iguales 4
3.1.5 Leyde Coulomb 4
3.1.6 Intensidad del campo eléctrico 5
3.1.7 Líneas de campo 6
3.1.8 Potencial eléctrico 6
3.2 Campo magnético H 6
3.2.1 Líneas de campo magnético 7
3.2.2 Densidad de campo magnético B 8
3.2.3 Flujo magnético [pic] 8
3.2.4 Densidad de flujo magnético 9
3.3 Ecuaciones de Maxwell 10
3.3.1 Leyes fundamentales para lasecuaciones de Maxwell 10
3.3.1.1 Ley de Biot-Savart 10
3.3.1.2 Ley de Ampere 10
3.3.1.3 Ley de Faraday 11
3.3.1.4 Ley de Gauss 11
3.3.2 Las ecuaciones de Maxwell 13
4. Determinación del campo eléctrico en la superficie de los conductores de una línea de transmisión de 400kV. 14
5. Conclusiones: 17
1. Introducción
El proyecto “Sistemarobotizado para el diagnóstico y monitoreo automático de las condiciones operativas en líneas de transmisión de 230 kV y 400 kV” requiere una serie de conocimientos multidisciplinarios de los cuales los electromagnéticos son fundamentales para el funcionamiento del sistema.
El presente documento contiene información relacionada a la teoría electromagnética necesaria para el desarrollo del proyecto.2. Objetivo
Debido a la necesidad de verificar la factibilidad en cuanto al comportamiento y magnitud de los campos presentes en las líneas que servirán para abastecer de energía al “Sistema robotizado para el diagnóstico y monitoreo automático de las condiciones operativas en líneas de transmisión de 230 kV y 400 kV” a través de un proceso de conversión de energías. Es por esto queel presente documento tiene como objetivo documentar la teoría electromagnética necesaria para la verificación de factibilidad respecto a la energía y campos del sistema robotizado de monitoreo en líneas de transmisión.
3. Teoría electromagnética
El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyosfundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.
3.1 Campoeléctrico
El campo eléctrico es producido por la presencia de cargas eléctricas estáticas o en movimiento. Su intensidad en un punto depende de la cantidad de cargas y de la distancia a éstas. A este campo también se le conoce como campo electrostático debido a que su intensidad en un punto no depende del tiempo.
El campo viene descrito por tres elementos:
• Intensidad en cada uno desus puntos.
• Líneas de campo.
• Potencial en cada uno de sus puntos.
Es de utilidad pensar que todo cuerpo cargado eléctricamente en la naturaleza modifica las características del espacio que le rodea, incluso un electrón ejercerá una alteración (despreciable pero diferente de cero) en el otro extremo del universo. Este fenómeno determina que toda partícula cargada experimenta unafuerza debido a la interacción de todas las cargas del universo, sin embargo la mayoría de estas son despreciables pues como se muestra más adelante en la ecuación de la intensidad de campo eléctrico la magnitud de éste es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre las dos cargas.
3.1.1 Cargas eléctricas
Reciben el nombre de carga eléctrica aquellas partículas...
Elaboró: Ing. Zimri Saúl Santos Ayaquica
Contenido
1. Introducción 1
2. Objetivo 1
3. Teoría electromagnética 1
3.1 Campo eléctrico 2
3.1.1 Cargas eléctricas 2
3.1.2 Carga puntual 3
3.1.3 Dipolo eléctrico 3
3.1.4 Sistemas de cargas iguales 4
3.1.5 Leyde Coulomb 4
3.1.6 Intensidad del campo eléctrico 5
3.1.7 Líneas de campo 6
3.1.8 Potencial eléctrico 6
3.2 Campo magnético H 6
3.2.1 Líneas de campo magnético 7
3.2.2 Densidad de campo magnético B 8
3.2.3 Flujo magnético [pic] 8
3.2.4 Densidad de flujo magnético 9
3.3 Ecuaciones de Maxwell 10
3.3.1 Leyes fundamentales para lasecuaciones de Maxwell 10
3.3.1.1 Ley de Biot-Savart 10
3.3.1.2 Ley de Ampere 10
3.3.1.3 Ley de Faraday 11
3.3.1.4 Ley de Gauss 11
3.3.2 Las ecuaciones de Maxwell 13
4. Determinación del campo eléctrico en la superficie de los conductores de una línea de transmisión de 400kV. 14
5. Conclusiones: 17
1. Introducción
El proyecto “Sistemarobotizado para el diagnóstico y monitoreo automático de las condiciones operativas en líneas de transmisión de 230 kV y 400 kV” requiere una serie de conocimientos multidisciplinarios de los cuales los electromagnéticos son fundamentales para el funcionamiento del sistema.
El presente documento contiene información relacionada a la teoría electromagnética necesaria para el desarrollo del proyecto.2. Objetivo
Debido a la necesidad de verificar la factibilidad en cuanto al comportamiento y magnitud de los campos presentes en las líneas que servirán para abastecer de energía al “Sistema robotizado para el diagnóstico y monitoreo automático de las condiciones operativas en líneas de transmisión de 230 kV y 400 kV” a través de un proceso de conversión de energías. Es por esto queel presente documento tiene como objetivo documentar la teoría electromagnética necesaria para la verificación de factibilidad respecto a la energía y campos del sistema robotizado de monitoreo en líneas de transmisión.
3. Teoría electromagnética
El electromagnetismo es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyosfundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell. La formulación consiste en cuatro ecuaciones diferenciales vectoriales que relacionan el campo eléctrico, el campo magnético y sus respectivas fuentes materiales (corriente eléctrica, polarización eléctrica y polarización magnética), conocidas como ecuaciones de Maxwell.
3.1 Campoeléctrico
El campo eléctrico es producido por la presencia de cargas eléctricas estáticas o en movimiento. Su intensidad en un punto depende de la cantidad de cargas y de la distancia a éstas. A este campo también se le conoce como campo electrostático debido a que su intensidad en un punto no depende del tiempo.
El campo viene descrito por tres elementos:
• Intensidad en cada uno desus puntos.
• Líneas de campo.
• Potencial en cada uno de sus puntos.
Es de utilidad pensar que todo cuerpo cargado eléctricamente en la naturaleza modifica las características del espacio que le rodea, incluso un electrón ejercerá una alteración (despreciable pero diferente de cero) en el otro extremo del universo. Este fenómeno determina que toda partícula cargada experimenta unafuerza debido a la interacción de todas las cargas del universo, sin embargo la mayoría de estas son despreciables pues como se muestra más adelante en la ecuación de la intensidad de campo eléctrico la magnitud de éste es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre las dos cargas.
3.1.1 Cargas eléctricas
Reciben el nombre de carga eléctrica aquellas partículas...
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