Maquinas Eléctricas: El Transformador.

8/14/2019 Maquinas Elctricas: El Transformador.

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MAQUINAS ELCTRICAS

EL TRANSFORMADOR

1 Introduccin

El transformador esta basado en los fenmenos de induccin electromagntica. Consta de

un ncleo de chapas magnticas, al que rodean dos devanados, denominados primario y secundario.Al conectar el devanado primario a una red de c.a. se establece un flujo alterno en el circuito

magntico que, a su vez, inducir las ff. ee. mm. en el o los devanados secundarios

El primario recibe La potencia de la red, por lo tanto se debe considerar como un receptor oconsumidor. Por el contrario, el secundario se une al circuito de utilizacin, pudindose considerar,

por lo tanto, como un generador.En resumen el transformador, es un aparato esttico de induccin electromagntica destinado a

transformar un sistema de corrientes variables en otro o varios sistemas de corrientes, cuyastensiones e intensidades son generalmente diferentes, aunque de la misma frecuencia.

1.1 Aplicaciones del transformador

1/Usos Industriales: Amplitud y frecuencia de entrada fijas.

No hay ganancia en potencia (sino perdidas, p. Ej. corrientes parsitas). Loque puede haber es ganancia en tensin.

Uso para grandes potencias.Teniendo su principal aplicacin como variador de tensin, es en las lneas detransporte de energa elctrica donde su aplicacin es fundamental, debido a su doble

vertiente tanto como elevador como reductor.

2/Elemento de circuito

1. Sistemas para acoplo magntico (P. Ej. Circuitos magnticos)2. En sistemas electrnicos

Debido a la propiedad del transformador de reflejar impedancias se utilizacomo:

Adaptador de impedancias.

Separador ( Aislador de cargas de fuente) .

3/Elementos de medida.

A la vez se necesitan como elementos de adaptador para la instrumentacin


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1.2 Principios de Funcionamiento.

Sea un circuito magntico formado por chapas magnticas y rodeado por dos bobinas B1 y B 2.

Conectamos la bobina B1 a los terminales de un generador de corriente

alterna. Esta bobina, que llamaremos tambin bobina primaria o delprimario, acta como una inductancia y al ser atravesada por una corriente

variable, produce un flujo.Este flujo variable, abrazado por la bobina B 2 , llamada bobina

secundaria, determina en esta la produccin de una f.e.m. inducida de lamisma frecuencia.Si se conecta un receptor Z a los terminales de B2 la corriente alterna

recorre el circuito que llamaremos secundario.En consecuencia:

Por imanacin mutua una potencia elctrica alterna pasa de un circuito llamado primario a otrollamado secundario.

As pues, un transformador puede ser considerado como el grupo de dos arrollamientos ogrupo de arrollamientos, elctricamente independientes y acoplados entre si por medio de un

circuito magntico.

Como se pretende que sea mximo el flujo que proporcionado por un arrollamiento atraviese

a los dems, el circuito magntico suele ser de baja reluctancia ().

Se entiende por reluctanciala resistencia que opone un material al paso del flujo magntico por el..Por analoga se puede considerar la anterior formula como la ley de ohm aplicada a circuitosmagnticos.

1.3 Estudio de los Flujos en un Transformador

Consideremos un transformador del tipo mas sencillo,

constituidos por dos arrollamientos devanados sobre un ncleo dehierro.

Supongamos que el arrollamiento primario consta de N1espiras y el secundario de N2.

Consideremos el siguiente criterio:

A. El sentido del flujo es arbitrario.B. Las corrientes que creen flujos positivos sern positivas.

C. Las tensiones que tiendan a hacer circular corrientes positivas sern positivas

Adems denominaremos:

1. i1 , i2: Corrientes que circulan por los devanados primario y secundario


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2. 11 , 22: Flujos producidos por las corrientes i1 , i23. 12 , 21: Flujos que atraviesan las espira correspondiente al primer subndice

procedentes de la espira correspondiente al segundo4. d1 , d2: Flujos de dispersin debido a las corrientes i1 , i25. 1 , 2: Flujos totales que atraviesan primario y secundario

Entonces:

1 = 11 + 12 11 = d1 + 21

2 = 22 + 21 22 = d2 + 12M = 12 + 21

1.4 Coeficientes de Acoplamiento

La relacin del flujo til 21

que atraviesa el secundario al flujo total producido por el primario

recibe el nombre de coeficiente de acoplamiento del primario al secundario y se representa por K1.

Anlogamente se define el coeficiente de acoplamiento del secundario al primario:

1.5 Coeficientes de Autoinduccin de primario y secundario de Autoinduccin de Fugas yde Induccin Mutua


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1.6 Ecuaciones Generales del Transformador

Sea el transformador de la figura:

Sus ecuaciones sern:

Ahora bien, como L12 y L21 coinciden con la definicin de induccin mutua M, podemosescribirlas como:

Las ecuaciones anteriores son muy frecuentes para representar el transformador en teora de

circuitos.

En electrnica, sin embargo, suele emplearse otras ecuaciones en las que aparecen loscoeficientes de autoinduccin de fugas las cuales sern deducidas a continuacin:

De acuerdo con el transformador arriba dibujado podemos escribir:

Siendo:

Donde 1 y 2son los flujos que atraviesan primario y secundario


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Puesto que: y obtenemos :

Ahora bien, como:

Y por tanto, finalmente:

Donde vemos que las tensiones e son iguales a una cada de tensin en la autoinduccin dedispersin ms una cada de tensin debida al flujo comn.

De acuerdo con lo acostumbrado en los libros de electrotecnia, llamaremos desde ahora enadelante L1 y L2 a los coeficientes de autoinduccin Ld1 y Ld2.

Con esta nueva notacin las ecuaciones del transformador sern:

1.7Transformador Ideal

El transformador ideal ser aqul que cumpla las siguientes condiciones:

1. La permeabilidad del ncleo es tan elevada que el flujo comn esta producido poruna f.m.m. despreciable

Notemos que una permeabilidad muy elevada equivale a que la reluctancia delcircuito magntico sea casi nula.


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2. Las resistencias de los devanados primario y secundario son nulas R1 = R2 =0

3. Las perdidas por corrientes parsitas en el ncleo son despreciables.

4. El flujo que se establece en el circuito ser comn a ambos devanados, por

suponerse nulo el flujo disperso. O sea las fugas magnticas son nulas.

Teniendo en cuenta estas hiptesis, estableceremos a continuacin las dos propiedades mas

importantes del transformador:

A.)La relacin entre las tensiones del primario y secundario es sensiblementeigual a la relacin entre el numero de espiras de los arrollamientos

primario y secundario

De acuerdo con las propiedades 2 y 4 las ecuaciones del transformador nos quedaran como:

Y dividiendo ambas

A esta relacin entre el numero de espiras se le da el nombre de relacin detransformacin y se le representa con la letra m.

B. La relacin entre las corrientes del primario y el secundario essensiblemente iguala la inversa de la relacin de transformacin con signomenos

De las condiciones 1 y 3 resulta que la f.m.m. necesaria para producir el flujo comn es igual a cero. Esta f.m.m. es la suma de las f.m.m. creadas por las corrientes en

primario y secundario N1 . i1 y N2 . i2

. = N1 . i1 = N2 . i2 = 0


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De las dos propiedades anteriores se deduce otra importante propiedad del transformadorideal:

Una impedancia cualquiera situada en el circuito primario es equivalente a esa

impedancia situada en el circuito secundario dividida por el cuadrado de la relacin detransformacin m2.

Una impedancia cualquiera situada en el circuito secundario es equivalente a esa impedancia

situada en el circuito primario multiplicada por el cuadrado de la relacin de transformacin m2

.

Para demostrarlo supongamos el circuito de la figura, formado por un transformador ideal derelacin de transformacin m, en serie con cuyo primario est colocada una impedancia Z y al cualaplicamos un generador de f.e.m. eg

Entonces:

Y despejando e2:

Ecuacin que representa al circuito siguiente:

En el cual la impedancia aparece en el secundario con un valor igual a Z/m2 . Si Z(impedancia ) hubiese estado primeramente situada en el secundario, un razonamiento anlogo noshubiese dado una impedancia equivalente en el primario igual a m2 . Z.

1.7.1 Adaptacin de impedancias

Cuando el transformador se utiliza como elemento de circuito es frecuente hacer uso de estapropiedad.


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Para transferir una cantidad significativa de potencia a una carga de pequea impedanciadesde un circuito cualquiera, es necesario utilizar un transformador de adaptacin a la salida.

Esto se debe a que la resistencia interna del dispositivo puede ser mucho mayor que la de la

carga y, por tanto, la mayor parte de la potencia disponible se perdera en el elemento activo(dispositivo).

Sea por ejemplo:

Dividiendo ambas expresiones:

Y puesto que y es la impedancia que se ve desde el primario, es decir, la

impedancia de entrada efectiva ( a la que llamaremos RL) podemos escribir :

Por tanto la impedancia que nos encontramos a la salida ya no es RL sino RL .

1.8 Transformador Real

Llamaremos transformador real a aquel que no verifique las condiciones impuestas al

transformado ideal. Los transformadores prcticos son naturalmente los transformadores reales,aunque en muchos aspectos se puedan considerar como ideales sin cometer demasiado error.

Vamos a estudiar el transformador real, partiendo de un transformador ideal y estudiando las

consecuencias del incumplimiento de alguna o algunas de las condiciones de existencia deltransformador ideal.

A) Sea un transformador que no cumple que la permeabilidad del ncleo es tan elevada, que elflujo comn lo produzca una f.e.m. despreciable.

Consideremos en primer lugar el caso de que dejamos el devanado secundario encircuito abierto.

Si aplicamos una f.e.m. al primario del transformador, se verificara:

Es decir que se crear un flujo que engendrara a su vez una f.c.e.m. capaz de compensar laaplicada.


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Como ahora el transformador no es ideal ser precisa la existencia de una f.m.m.

f.m.m. = N1 . i 0 para crear dicho flujo, lo cual implica que el transformador absorba una ciertacorriente primaria, aun en el caso de estar el secundario abierto.

A esta corriente se le da el nombre de corriente de vaco y se le designara por iv

Si conectamos una carga al secundario

Entonces circular entonces circulara una corriente i2 que dar lugar al flujo 22 . El flujocomn deber permanecer invariable puesto que hallamos para transformadores ideales que:

Es decir, el flujo comn permanecer invariable dado que debe inducir una f.c.e.m. igual a latensin aplicada, la cual es independiente de la tensin del secundario.

Por tanto al circular corriente por el secundario la corriente de primario aumentar suamplitud para equilibrar la f.m.m. creada por aquella.

Entonces podemos suponer la corriente de primario como compuesta de dos partes; Una la

corriente de excitacin o vaco y otra la corriente de carga iL. ( i1 = iv + iL )As pues iv es la corriente necesaria para crear la f.c.e.m. que equilibra el voltaje aplicado y

iL da lugar a la f.m.m. que compensa la creada por la corriente secundaria i2.

Nota Es importante tener en cuenta que la corriente de vaco va a dar lugar a una distorsin en la

forma de la onda de la tensin secundaria.

En efecto, debido a la forma de la curva de histresis de las materiales ferromagnticos, la

corriente de vaco no es sinosuidal a pesar de serlo el flujo en el ncleo.

En la figura vemos que la corriente en vaco no es sinuidal, an en le caso de que al primariose aplique una tensin de esta forma.

Aunque a menudo carece de importancia la forma de la corriente en vaco, puede dar lugar a

diversos problemas como son la produccin de armnicos en transformadores que forman parte deequipos de transmisin

B) Supongamos ahora que el transformador del que nos ocupamos no cumple tampoco que lasperdidas en el ncleo son despreciables.

Hasta ahora hemos considerado la corriente en vaco de un transformador comoempleada solamente en crear un flujo cuya derivada es la f.c.e.m. necesaria para compensar la

tensin aplicada, y para nada hemos tenido en cuenta las perdidas en el ncleo.

Sin embargo es sabido que en un ncleo se consume una cierta energa, gastada en el ciclo

de histresis y en la creacin de corrientes de Foucault. Por tanto al trabajar en vaco eltransformador absorber una cierta corriente que podemos suponer circula por una resistencia Rp,

tal que la energa gastada en ella sea igual a la de perdidas del transformador.


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La corriente en vaco iv tiene, pues, dos componentes:

1) im: Corriente magnetizante (producto de flujo y en fase con l)2) ip: Corriente de perdidas ( responseble de las perdidas y en fase con

la tensin aplicada)

Si como suele suceder en los transformadores de potencia, la corriente magnetizante es muy

pequea, (del 4 al 8% de la corriente de carga), no se comete un error importante si se prescinde desu forma peculiar y se le considera sinusoidal.

Analticamente tendremos entonces:

1.8.1 Circuito Equivalente de un transformador real

Llamamos circuito equivalente de un transformador real a aquel que al escribir susecuaciones, obtengamos las que corresponden al transformador.

Para dibujarle tomaremos como ncleo un transformador ideal al cual agregaremos loselementos necesarios para que el circuito resultante tenga las ecuaciones de un transformador real.

Para ello deberemos agregar al primario y al secundario, resistencias y bobinas querepresenten las resistencia de los devanados y las autoinducciones de fugas. En paralelo deberemostener un camino por el cual circule la corriente en vaco, ya que sta no puede pasar por el

transformador ideal debido a que proviene, segn sabemos, del hecho de que al ser real eltransformador tendr perdidas en el ncleo.

As pues:1) Por la parte del ncleo correspondiente al primario solo circular la

componente de carga de la corriente primaria iL.2) Colocaremos en serie, tanto con el primario como con el secundario:

A) Una resistencia correspondiente a los devanados.

B) Una bobina correspondiente a la autoinduccin de fugas.

Las perdidas en estos dos elementos reciben el nombre deperdidas en el cobre.

3) Colocaremos en paralelo en el primario una rama en paralelo constituidapor:

A) Una bobina por la que circula la corriente magnetizante im.B) Una resistencia por donde circular la corriente de perdidas

Las perdidas en estos dos elementos reciben el nombre deperdidas en el hierro


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Visto todo esto, el circuito equivalente ser:

Si consideramos sinusoidales todas las tensiones, corrientes y flujos Lo cual segnsabemos no es muy inexacto- podemos representar en un diagrama vectorial dichascorrientes y tensiones. Tomemos, por ejemplo, como origen de fase a e2 y desplacmonos

hacia la izquierda para su construccin.

Si pasamos, de acuerdo con lo visto, todos los elementos a uno y otrolado del transformador ideal, obtendremos dos circuitos equivalentes, tambin exactos, pero contodos los elementos referidos al primario o al secundario.

A). Referido al Primario


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B).Referido al Secundario

1.8.2 Circuitos aproximados.

Dado que la corriente de vaco es muy pequea comparada con la de carga, podemos

considerar, sin gran error, que la cada de tensin producida por iv en las resistencias de devanadosy en las bobinas representativas de las fugas es despreciable.


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Esto quiere decir que:1). En el circuito referido al primario

i1 ( R1 +l1 ) iL (R1 + L1j)

2). En el circuito referido al secundario

Teniendo en cuenta esta aproximacin podremos dibujar los circuitos aproximados deltransformador como:

A). Referido al primario.

En donde vemos que ,debido a la consideracin 1 , hemos pasado R y L a la derecha

de la rama en paralelo, sumndolas a Rn y a Ln.

B). Referido al secundario.

Nota

Es obvio que una vez admitido el que las caidas debidas a iv se pueden despreciar-es exactamente igual colocar Req y Leq a la derecha o a la izquierda de la rama

paralelo.

1.9 Perdidas de potencia en un transformador.

Como toda mquina elctrica un transformador est formado de hierro y cobre. Al seresttico, es decir, al no llevar rganos que giran, hay en l prdidas en el hierro y prdidas en el

cobre, sin prdidas mecnicas.Veamos ahora dos ensayos que nos van a permitir calcular la magnitud de las prdidas en el

hierro y en el cobre, al mismo tiempo que nos determinaran los parmetros del circuito equivalente.


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Estos ensayos son:A. Ensayo en circuito abierto

Supongamos que al primario del trasformador aplicamos una tensin alterna e1 al mismotiempo que mantenemos el secundario en circuito abierto.

Conectemos un vatmetro al primario. Este nos indicar una cierta potencia P que ser lapotencia de entrada. Como no sale ninguna potencia, es evidente que toda la en entra se perder.

Esta potencia perdida ser la suma de las perdidas en el cobre y las perdidas en el hierro.

1. Perdidas en el cobre (en Req y el Leq).

Por lo que respecta al secundario debido a que est en circuito abiertono estar recorrido por ninguna corriente. Esto nos dice que lasprdidas en l sern nulas.

En cuanto al primario: puesto que est recorrido por una corrientepequea iv las prdidas en l pueden despreciarse.

Por tanto podemos afirmar que las Pcv son despreciables en el ensayo en circuito abierto.

2. Prdidas en el hierro (en Lm y Rp)

Son debidas fundamentalmente, segn sabemos, a prdidas por histresis y por corrientes deFoucault, ahora bien, aquellas, para un transformador dado, no depende mas que de la induccin

mxima (y por tanto del voltaje aplicado) y de la frecuencia. La variacin de las PFe con el voltaje espequea, por lo que no incurrimos en gran error si las consideramos constantes para cualquier

voltaje. En cuanto a la frecuencia digamos que TRF destinados a usos industriales utilizarnsiempre 50 c/s. As pues podemos suponer que las PFe del TRF son las mismas paras todas lascargas, e iguales a la de la prueba de vaco.

Una vez hechas estas consideraciones dibujemos el circuito equivalente y calculemos PFe ,Rp y Lm :


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B. Ensayo en cortocircuito.

Coloquemos el secundario del transformador en cortocircuito. Al no tener carga, laimpedancia del secundario ser muy pequea, lo cual puede dar lugar a que circule por el

transformador una corriente muy elevada que lo destruya.

Para evitar esto lo que haremos ser regular la tensin de entrada, de tal forma que por elprimario circule una corriente i1 idntica a la del funcionamiento en carga en el rgimen propuesto.(con la impedancia con que haya de trabajar).

Esta tensin, que denominaremos e1cc, ser evidentemente mucho menor que la de

funcionamiento con carga conectada e1, debido precisamente a la menor impedancia que presentarael circuito.

Entonces:

1. Prdidas en el cobre

Puesto que las prdidas en el cobre dependen solamente de las corrientes y stas son las

mismas que tendra el transformador trabajando en el rgimen propuesto, la potencia que midamosen este ensayo sern las prdidas en el cobre (efecto Joule) en dicho rgimen.

2. Prdidas en el hierro

Dado que, segn hemos visto, la tensin del primario es muy pequea, la induccin sertambin muy pequea, y por lo tanto, las perdidas en el hierro sern despreciables.

El circuito equivalente ser ahora:

O bien:


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Y de aqu :

1.10 Cada de Tensin en un Transformador

Si consideramos el circuito aproximado de un transformador (cargado) referido alsecundario, llamaremos cada de tensin a:

Sin embargo, cuando hablamos de cada de tensin de un transformador no nos referimos aesto, sino a la tensin secundaria en vaco y en carga (en valores absolutos).

1.10.1 Calculo de la Cada de Tensin en un Transformador:Mtodo de Kapp

Las ecuaciones generales del transformador y el diagrama general permiten darse cuenta del

funcionamiento de un transformador, pero no se presta a clculos prcticos de la cada de tensin,porque actualmente es imposible determinar, por clculo o por ensayos los coeficientes de fuga.

Kapp ha demostrado que se puede simplificar mucho el diagrama general y determinar,mediante ensayos que eviten la puesta en carga, la cada de tensin de un transformador,

suponiendo nica la reluctancia del circuito magntico.


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Consideremos el circuito equivalente aproximado siguiente:

Realicemos un ensayo en vaco que nos permita conocer la relacin de transformacin y un

ensayo en cortocircuito para calcular la impedancia equivalente Zeq2 . Con esto trazaremos eldiagrama siguiente:

La cada de tensin ser pues la diferencia entre los mdulos de E1 / m y E2El inconveniente que tiene este procedimiento grafico es que siendo los lados del triangulo

ABC muy pequeos frente a E1 / m y E2, sern importantes los errores con que se calcula la cada

de tensin.Por esta razn, se suele emplear un procedimiento analtico derivado de la figura:

Luego:

OD OA = AM + MN + ND = Req2 . iL . Cos L + BN . Cos ( 90 - L) + NC . CosL =

= Req2 . iL . Cos L + Cos ( 90 - L) ( BN + NC )


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Y por tanto:

= Req2 . iL . Cos L + Leq2 . . iL . Sen L

En donde hemos considerado admisible el error que resulta de confundirCon su proyeccin sobre E2.

Para aplicar el procedimiento de Kapp hemos despreciado la corriente en vaco frente a la decarga. Por tanto este mtodo es valido nicamente para transformadores de mediana o gran potencia

en los que sea licita esta suposicin.En transformadores pequeos, la corriente magnetizante no ser despreciable y el diagrama

de Kapp resulta demasiado impreciso. Teniendo que recurrir entonces a trazar el

circuito equivalente exacto para calcular

1.10.2 Variacin de la c.d.t. de un Transformador con las Valores de Construccin yExplotacin

Factores de construccin

Desde el punto de vista de la construccin la c.d.t. depende de:

1 ) Valor de la resistencia ohmica de los devanados

2 ) Inductancia de fugas

En general la c.d.t. en la resistencia de los devanados es pequea frente a la c.d.t.correspondiente a la inductancia de fugas. Por tanto, para hacer mnima la c.d.t. es preciso

reducir en lo posible las fugas del flujo en el transformador.

Factores de Explotacin

En la ecuacin vemos que la cada de

tensin depende a dems de la resistencia e inductancia equivalente de iL y del angulo que esteforma, que en definitiva es el factor de potencia de la instalacin.

Estos parmetros son los factores de explotacin que vamos a considerar. Para ello veamoscomo varia la c.d.t. al variar:

1 )El modulo de iL

2 )El argumento de iL


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A). Varia el Modulo iL


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Apendice

1.1 CONCEPTOS BSICOS DE MAGNETISMO

Magnetismo:Es la parte de la fsica que estudia las propiedades de los campos magnticos y de los cuerpos

sometidos a su accin.

Campo Magntico:Regin del espacio en la que existe un estado fsico susceptible de manifestarse por fuerzasmagnticas.

Intensidad del Campo Magntico:Magnitud vectorial que equivale a la fuerza puntual que ejerce el campo sobre la unidad de masamagntica situada en dicho punto. En el sistema Giorgi la unidad es el Ampervuelta por metroAv/m.

En el interior de una bobina el valor de intensidad de campo elctrico se calcula:

Donde :n = Numero de espiras (

I = Corriente que circula por la bobina (Amperios)L = Longitud de la bobina (metros)H = Intensidad del campo magntico

Flujo Magntico :Numero total de lneas de fuerza que atraviesan una superficie a la direccin del campo magntico.Su unidad en el sistema Giorgi es el Weberio (Wb).

Induccin Magntica :Magnitud vectorial que equivale al numero de lneas de fuerza por unidad de superficie. En el

sistema Giorgi su unidad es el Tesla (T).


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Permeabilidad Absoluta :Cociente de la induccin magntica por la intensidad de campo magntico. En el sistema Giorgi y

deduciendo de este cociente la unidad de permeabilidad es H/m (Henrio por metro).

La permeabilidad en el vaco o en el aire o ser:

La permeabilidad relativa ser pues la relacin entre la permeabilidad absoluta con la del vaco:

Sustancia Paramagntica:Sustancia que adquiere, en un campo magntico externo, una imantacin, que tiene por efecto

aumentar la induccin debida exclusivamente al campo. Por Ej. Oxigeno, aire, aluminio.

Sustancia Diamagntica:Sustancia que adquiere, en un campo magntico externo, una imantacin, siempre dbil, que tienepor efecto disminuir la induccin debida exclusivamente al campo.

Sustancia Ferromagntica:Sustancia capaz de adquirir una imanacin importante por la accin de un campo magnticoexterno, y susceptible de conservar la totalidad o parte de dicha imantacin una vez que hayadesaparecido el efecto del campo.

Histresis magntica:Fenmeno por el que la imantacin de los cuerpos ferromagnticos depende no solamente del valoractual del capo sino tambin de los estados magnticos anteriores.

Ciclo de Histresis:Curva cerrada que representa la serie de valores de la induccin magntica al variar el campo

magntico.


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1.2CONCEPTOS DE ELCTROMAGNETISMO

Electromagnetismo:Es la parte de la ciencia que trata de las relaciones entre la electricidad y el magnetismo.

Circuito magntico:Conjunto de medios constituidos principalmente por sustancias ferromagnticas, que forman un

circuito cerrado y a travs de los cuales puede pasar un flujo magntico.

Fuerza Magnetomotriz F:Causa capaz de mantener la circulacin del flujo de induccin a lo largo del circuito magntico. Se

designa por f.m.m. y en el sistema internacional su unidad es el amperiovuelta (Av).

Reluctancia:Cociente de la f.m.m. aplicada a un circuito magntico por el flujo de induccin que produce.Midindose en Av/Wb.

Ncleo Magntico:La parte de un circuito magntico rodeado por un devanado (bobina).

Culata o Yugo:Pieza de sustancia ferromagntica no rodeada por un devanado y destinada a unir los ncleos de unelectroimn, o un transformador o los polos de una maquina.

Entrehierro:Solucin de continuidad, de pequea longitud, de las partes ferromagnticas de un circuito

magntico.


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Solenoide:Bobina devanada segn una hlice de paso muy corto.

Excitacin:Produccin de un flujo de induccin magntica en un circuito magntico por una corriente elctrica.

Campo Magntico generado por una corriente elctrica:El paso de una corriente elctrica crea un campo magntico, formado por lneas de fuerza circularesy situadas en un plano perpendicular al conductor. El sentido de las lneas de fuerza es el del giro deun sacacorchos que avanzase en el sentido de la corriente.

Campo Magntico Creado por una Espira:Una espira es un conductor curvado, por lo que el sentido del campo ser el resultado de aplicar la

regla del sacacorchos a trozos del conductor.El campo magntico resultante es similar al producido por un imn plano. Las caras de las espiras

son norte y sur. Su determinacin se hace escribiendo en su interior las letras N o S con sus flechassegn el sentido de la corriente.

Campo Magntico Creado por una Bobina:Una bobina esta forma por un conductor arrollado en forma de hlice cilndrica, o por varias espiras

en serie muy prximas entre si.El campo magntico en una bobina se obtiene aplicando las reglas anteriores a trozos del conductoro a diferentes espiras. El campo magntico resultante es similar al de un imn, apareciendo un polo

norte en el extremo por donde salen las lneas de fuerza y un polo sur por donde entran


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Ley de Hopkinson:El numero de lneas de induccin ( ) que atraviesan una superficie ( S ) se obtiene por cocienteentre la fuerza magnetomotriz ( F ) y la reluctancia que ofrece el circuito magntico ( R ) al pasode dichas lneas.

Aplicando la expresin = . H a un circuito magntico homogneo de longitud media de lneasde induccin l y seccin S resultar:

El flujo creado ser:

Simplificando los trminos:


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Quedar:

Donde:

=Flujo magntico (Wb)F = Fuerza magnetomotriz (Av)R = Reluctancia del circuito ( Av/Wb)

Induccin Electromagntica:Produccin de fuerza electromotriz por variacin de un flujo en u n circuito esttico, o por corte del

flujo a un circuito en movimiento.

Ley de Faraday:La f.e.m. inducida en un circuito cerrado es proporcional a la derivada del flujo abarcado respecto altiempo. Cuyo sentido queda definido por la ley de lenz.

Ley de Lenz:El sentido de la f.e.m. es siempre se signo tal que se opone a la causa que lo ha producido, o sea, a

la variacin del flujo inductor.

Autoinduccin:

Produccin de una f.e.m. en un circuito por la variacin de corriente que pasa por el.

F.e.m. de Autoinduccin:Cuando en una bobina existe una variacin de corriente, tambin hay una variacin del flujo, y porlo tanto aparecer una f.e.m. inducida cuyo valor ser:

A su vez el coeficiente de autoinduccin (L) es el cociente entre el flujo a travs del circuito ( ) yla corriente que circula por el ( I )

Sustituyendo en la formula de la f.e.m.

Y en valor absoluto:


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Corrientes Parsitas o de Foucault

Son las corrientes que circulan por los materiales al estar sometidos a una variacin de flujo de

induccin magntica. Estas corrientes dan lugar a perdidas de energa por efecto Joule, siendonecesario, para disminuirlas, construir las piezas metlicas con espesores mnimos.

Las perdidas por corrientes parsitas vienen dadas por la expresin:

Donde:

f Es la frecuencia en hercios (Hz) La induccin mximae Es el espesor de la chapa magntica en mm

Energa Almacenada por una Bobina

Cuando la corriente aumenta en un circuito, por lo que la bobina almacena energa y la devolveral cesar la corriente.

El valor de la energa potencial es:


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