Campo Magnético
CAMPO MAGNÉTICO
•
los campos magnéticos
son los mecanismos
CAMPO MAGNÉTICO
• El magnetismo es un fenómeno físico por el que los
materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales.
• Existen algunos materiales conocidos como imanes que presentan propiedades magnéticas detectables
fácilmente. Son de material como el níquel, el hierro, el cobalto y sus aleaciones.
CAMPO MAGNÉTICO
• A los materiales que son susceptibles de ser atraídos por un imán se les conoce con el nombre de materiales
ferromagnéticos.
CAMPO MAGNÉTICO
• Si rompemos un imán en dos, las dos partes
Principios básicos
Principios básicos
•
Un campo magnético
variable en el tiempo
induce un voltaje en
Principios básicos
•
Un alambre cargado de
corriente en presencia
de un campo magnético
tiene una fuerza
inducida sobre él. (Esta
es la base de la
Principios básicos
• Un alambre en movimiento, en presencia de un campo
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Inductores
Un alambre se puede enrollarse para formar una bobina, si a esta se le
conecta una fuente de alimentación, el voltaje a través de la bobina es
proporcional a la rapidez de cambio de corriente :
Donde L es una constante de
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Inductores
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En el circuito de la figura, al cerrar el interruptor, se le aplica una tensión constante V. Aplicando la segunda ley de Kirchhoff obtenemos la siguiente ecuación diferencial:
Que es una ecuación diferencial lineal de primer grado ( ), cuya solución es:
Esta ecuación representa una crecimiento exponencial La constante de tiempo es: T=L/R
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Ejercicios:
a) A un circuito serie RL, con R=50 Ohm y L= 10 henrios, se le aplica una tensión constante de 100V en el instante t=0. determinar las ecuaciones de i y vR
b) En el circuito de la figura se pone el interruptor en la posición 1 en t=0. en el instante t=500us se conmuta el
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En el instante t = 0 se enciende la fuente de cc.
La intensidad I , variable y función del
tiempo, será cero ya que la inductancia en ese instante ha de actuar como un circuito abierto o una resistencia de valor infinito, cayendo toda la tensión de la fuente en ella.
Cuando el tiempo tienda a infinito la
intensidad I, variable y función del tiempo, también será cero ya que el capacitor actuará como un circuito abierto, cayendo en él toda la tensión de la fuente.
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Régimen transitorio en cc de circuitos RLC.
La intensidad de corriente contiene, en todos los casos, el
factor eAt y como A=-R/2L, el valor final es cero,
garantizando que la función complementaria desaparece en un tiempo relativamente corto.
Producción de un Campo Magnético
Cuando movemos un imán permanente por el interior de una bobina solenoide formada por un enrollado de alambre de cobre con núcleo de aire, el campo magnético del imán provoca en las espiras del
Producción de un Campo Magnético
La generación de la corriente eléctrica o fuerza electromotriz que se produce por “inducción magnética” cuando movemos un imán por el interior de la bobina solenoide (A), provoca la circulación de corriente eléctrica por la bobina (B) y la aparición a su alrededor de un “campo electromagnético” durante todo el tiempo que mantengamos moviendo el imán por el interior de la bobina (A).
Producción de un Campo Magnético
La ley básica que rige la producción de un campo magnético por medio de una corriente es la ley de Ampere:
Por ejemplo en el núcleo de la figura, todo el campo magnético producido por la corriente permanecerá
esencialmente dentro del núcleo, de tal modo que el recorrido de
integración en la ley de Ampere es la longitud media del recorrido del
La intensidad H del campo magnético es, en cierto sentido, una medida del “esfuerzo” que una corriente realiza para establecer un campo magnético. La intensidad del flujo del campo magnético producido en el núcleo depende también del material de éste. La relación entre la intensidad H del campo
magnético y la densidad B del flujo magnético resultante producido dentro del material se da por
En donde:
H = intensidad del campo magnético (Ampere-vuelta/metro). = permeabilidad magnética del material(henrys/metro).
B = densidad resultante del flujo magnético producido(weber/m2=Tesla).
Materiales ferromagnéticos
La permeabilidad de espacio libre, se llama o y su valor es
La permeabilidad de los materiales ferromagnéticos es muy alta, mas de 6 000 veces la permeabilidad del espacio libre.
La magnitud de la densidad del flujo se determina por
Ahora, el flujo total en un área dada se determina por
En donde dA, es la unidad diferencial de área. Si la densidad de flujo es constante en toda el área, entonces esta ecuación se reduce a
así el flujo total en el núcleo, debido a la corriente i en el embobinado es
Circuito eléctrico y circuito Magnético
La sección transversal del núcleo es de 10cm x 10cm y las
dimensiones de los lados es de 50cm c/u . Hay una bobina de 200 vueltas alrededor del lado izquierdo del núcleo. ¿Cuánto flujo
producirá una corriente de alimentación de 1A?
Ejemplo
