Practica 2.- Maquinas Electricas

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UNIVERSIDAD MICHOACANA DE

SAN NICOLÁS DE HIDALGO

FACUL

FACULTA

TAD DE IN

D DE INGEN

GENIER

IERÍA

ÍA

ELÉCTRICA

PRÁ

PRÁCTICA

CTICA 2.- CIRC

2.- CIRCUITOS MAGNÉTICOS

UITOS MAGNÉTICOS

NOMBRE DEL ALUMNO:

Gibrán Josué Cortés Burguete

MATRICULA:

0906103d

PROFESOR:

Ing. Víctor Quintero Rojas

MATERIA:

Laboratorio de Máquinas Eléctricas I

SECCION:

502-01

Moreli

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INTRODUCCIÓN:

Como las propiedades del magnetismo se utilizan mucho en la electricidad y electrónica, es conveniente hacer el análisis de dichas propiedades. Algunos materiales son magnéticos por naturaleza, por lo general aquellos que están compuestos por hierro. En este tipo de materiales las partículas que los forman pueden ser orientadas y por lo tanto pueden ser atraídos por un imán. Pero la gran mayoría de los materiales son no magnéticos, como el cobre, latón, aluminio. Por lo tanto los distintos materiales difieren en su capacidad para conducir o permitir la circulación del flujo magnético. La fuerza del electroimán es indicación de la densidad del campo magnético o flujo y está a su vez depende la intensidad de corriente que esté circulando por la bobina que genera el electroimán.

Un conjunto de líneas de campo magnético que delimitan una superficie cerrada por cuyas paredes laterales no pasa ningún flujo y que por su interior conduce un flujo ϕ constituyen un circuito magnético. La alta permeabilidad µ de los materiales ferromagnéticos hace que las líneas de campo circulen preferentemente por dichos materiales y esto permite canalizar el flujo magnético a través de ellos.

Leyes fundamentales de circuitos magnéticos:

a) Ley de Ampere: Es la ley básica que rige la producción de campo magnético por medio de una corriente y su ecuación es:

Donde H, es la Intensidad de campo producida por I neta.

Ejemplo en que un núcleo de hierro u otro material ferromagnético, tiene un bobinado de alambre de N vueltas en torno a una columna del núcleo como se muestra en la figura 1.

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Por lo tanto todo el campo magnético producido por la corriente permanecerá esencialmente dentro del núcleo, de tal modo que el recorrido de integración de la ley de Ampere será lc. La corriente que pasa dentro del

recorrido de integración Ineta es entonces, N * i, puesto que la bobina abraza

el recorrido de integración N veces, mientras conduce la corriente i. La ley de ampere se vuelve entonces:

Por consiguiente la magnitud de intensidad de campo magnético en el núcleo, debido a la corriente aplicada es:

b) Densidad de campo magnético (B):

La densidad de flujo magnético producido en un material está dada, por el producto de dos términos. Su relación es la siguiente:

Dónde: H: Intensidad de campo magnético: que representa el esfuerzo que ejerce la corriente para establecer un campo magnético. Su unidad es (Amper* vuelta) / metro (A*V/m).

µ: Permeabilidad magnética del material: que representa el esfuerzo que realiza la corriente para establecer un campo magnético en un material dado. Su unidad es Henrio/metro (H/m).

B: Densidad de flujo magnético. Su unidad es Weber/metro², Tesla (T)

c) Permeabilidad relativa (µr): Es la permeabilidad de cualquier otro material comparada con la permeabilidad del espacio libre.

Dónde: µ0: Permeabilidad del espacio libre:

Para el núcleo de la figura la magnitud de la densidad de flujo es:

d) Flujo total (φ): El flujo total de un área dada se determina por:

Unidad de diferencia de área.

Por lo tanto 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, entonces, la ecuación se reduce a:

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Para el núcleo de la figura el flujo total debido a la corriente i en el bobinado es:

Donde A: Área de corte transversal del núcleo.

e) Enlace de flujo (λ ):Es una forma de medir el magnetismo en una bobina, y su ecuación es:

MATERIAL Y EQUIPO:

 3 Multímetros

 1 Medidor de potencia

 1 Estructura magnética con bobinas  1 Núcleo corto

 Tornillos o Clavos  6 Caimán-Banana  Bobina chica

DESARROLLO:

1.- Concentración del c ampo magnético:

a) Conecte la bobina sin el núcleo a 5 volts de cd, intente atraer a los

tornillo s con la bobina:

¿Atrae los torn illos?:

No.

b) Ahora vuelva a repetir el experimento anterior con el núcleo dentro de la

bobina:

¿Atrae los torn illos?:

Si.

Explique:

Esto se debe a que la permeabilidad magnética del núcleo (material ferromagnético) es mayor a la del aire, lo que hace que con núcleo haya mayor densidad de campo magnético, y por consecuencia más intensidad.

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2.- Circuito s Magnéticos en CD:

Sin yugo

a) Mida y calc ule I, V, P.

MEDICION

MEDIDO

V

6.94 V

I

0.01 A

P

694 W

b) Con la misma conexión del paso anterior, mida el voltaje, corriente y

potencia para cada una de las configuraciones siguientes del circuito

magnético:

Medio Yugo

1 A

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MEDICION

MEDIDO

V

6.92 V

I

0.01 A

P

692 W

c) Con yugo completo

MEDICION

MEDIDO

V

6.93 V

I

0.01 A

P

693 W

2.- Repita los pasos d el ejercicio anterior pero ahora conecte la bobina a CA:

a) Mida y calcule I, V, P, Q, S, F.P.

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MEDICION

MEDIDO

V

7.2 V

I

0.01 A

P

730 W

Q

370 VARS

S

830 VA

F.P.

0.89

b) Con la misma conexión del paso anterior, mida el voltaje, corriente y

potencia para cada una de las configuraciones siguientes del circuito

magnético:

MEDICION

MEDIDO

V

8.11 V

I

0.132 A

P

33 W

Q

105 VARS

S

111 VA

F.P.

0.30

c)

MEDICION

MEDIDO

V

0.106 V

I

0.14 A

P

22 W

Q

84 VARS

S

87 VA

F.P.

0.26

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Transformador Básico:

Un transformador es una máquina estática de corriente alterno, que permite variar alguna función de la corriente como el voltaje o la intensidad, manteniendo la frecuencia y la potencia, en el caso de un transformador ideal.

Para lograrlo, transforma la electricidad que le llega al devanado de entrada en magnetismo para volver a transformarla en electricidad, en las condiciones deseadas, en el devanado secundario.

La importancia de los transformadores, se debe a que, gracias a ellos, ha sido posible el desarrollo de la industria eléctrica. Su utilización hizo posible la realización práctica y económica del transporte de energía eléctrica a grandes distancias.

- 1 Bobina primaria 300 vueltas - 2 Bobinas secundarias Mida Vp, Ip, Vs.

MEDICION

MEDIDO

Vp

7.34 V

Ip

0.98 A

Vs1

7.01 V

Vs2

3.35 V Calcule Ns: Relación de Transformación

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 = _ _ = _ _ = _ _ ⟹ _ _ = _ _ ⟹  = _ ∗ _ _ _ = _ ∗ _ _ = 7.01 ∗ 300 7.34 = 287  _ = _ ∗ _ _ = 3.35 ∗ 300 7.34 = 137 

Pruebe el transformador con C.A. y mida:

MEDICION

MEDIDO

Vp

7.34 V

Ip

0.98 A

Vs1

7.01 V

Vs2

3.35 V

P

113 W

Q

870 VARS

S

143 VA

F.P.

0.79

CONCLUSIONES:

En esta práctica, se comprendió la importancia de la inducción magnética, así como la permeabilidad de los materiales, así como la densidad de campo magnético. También aprendimos el funcionamiento de un transformador básico.

BIBLIOGRAFIA Y CONSULTA:

• Edminister, Joseph A. “Electromagnetismo”- Schaum- Mcgrawhill. • Hayt, William: Teoría Electromagnética-Mc-GrawHill, México 1997.

• file:///E:/ESCUELA/Semestre%2020162017/Tareas/Lab.%20Maquinas%20 Electricas%20I/guia-6.pdf