Trabajo Electrotecnia
Universidad Nacional Experimental «Francisco de Miranda» Complejo Académico El Sabino Área de Tecnología Programa de Ingeniería Industrial Unidad Curricular: Electrotecnia next pas Bachilleres: Chirinos Danyelis C. I: Infante Indira Cl: 22898533 Navas Yuraima C. I. Profesor: Ing. José Bermudéz SecciÓn 14 Punto Fijo, Marzo 2014 CAMPO MAGNETICO Y FUERZAS MAGNETICAS incidencia formado entre las líneas de campo magnético y los diferentes elementos de dicha superficie.
La unidad de flujo magnético en el Sistema Internacional de Unidades es el weber y se designa por Wb. Movimiento de partículas cargadas en un campo magnético Una partícula que se mueve en un campo magnético experimenta una fuerza dada por el producto vectorial B. El resultado de un producto vectorial es un vector de: Módulo igual al producto de los módulos por el seno del ángulo comprendido qvB senq Dirección perpendicular al plano formado por los vectores velocidad y campo. Y el sentido se obtiene por la denominada regla del sacacorchos.
Si la carga es positiva el sentido es el del producto vectorial v’ B, como en la figura izquierda Si la carga es negativa el sentido de la fuerza es contrario al del producto vectorial v’ B, figura de la derecha Dicha partícula en un campo magnético uniforme y perpendicular a la dirección de la velocidad describe órbita circular ya que la fuerza y la velocidad son mutuamente perpendiculares. El radio de dicha órbita, puede obtenerse a partir de la aplicación de la ecuación de la dinámica del movimiento circular uniforme: fuerza igual a masa por aceleración normal.
Aplicaciones del movimiento de partículas cargadas Fuerza magnética sobre un conductor que transporta corriente a una corriente eléctrica y Sobre un conductor por que se encuentre dentro d Sobre un conductor por el que circula una corriente eléctrica que se encuentre dentro de un campo magnético también aparece una fuerza magnética. El sentido de la fuerza también se puede calcular por la regla de la mano derecha, considerando a la velocidad de las cargas positivas en la misma dirección del conductor. El módulo de la fuerza se calcula como: – Intensidad de corriente (en Amper).
I – Longitud del conductor dentro del campo. B = Campo magnético Si el conductor es paralelo al campo magnético, la fuerza es 0. Fuerza y par de torsión en una espira de corriente Momento de Torsión es el trabajo que hace un dispositivo – n este caso de una espira- gire cierto ángulo en su propio eje, oponiendo este una resistencia al cambio de posición. Analicemos s una espira rectangular que conduce una corriente I en un campo magnético uniforme en dirección perpendicular al plano de la espira, como muestra la figura de a continuación: *La fuerza sobre el lado, en este caso es nula. la fuerza sobre el lado b, es: Fl =F2- lbB El momento o el torque sobre la espira es: Fl B+F2B IbB (a/2) + lbB (a/2) = labB definición se puede expresar el momento de torsión como: t BIA cos a Donde = momento de torsión inducción magnética corriente que pasa por el alambre A: área que abarca la espira a Angulo de inclinación de la espira respecto a las líneas del campo magnético El motor de corriente directa Denominado también motor de corriente continua, es una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica, provocando un movimiento rotatorio, gracias a la acción del campo magnético.
Una máquina de corriente continua (generador o motor) se compone principalmente de dos partes. El estator da soporte mecánico al aparato y contiene los devanados principales de la máquina, conocidos también con el nombre de polos, que ueden ser de imanes permanentes o devanados con hilo de cobre sobre núcleo de hierro. El rotor es generalmente de forma cilíndrica, también devanado y con núcleo, alimentado con corriente directa mediante escobillas fijas (conocidas también como carbones).
FUENTES DE CAMPO MAGNÉTICO Campo magnético de una carga en movimiento Además de los imanes, los campos magnéticos también pueden ser generados por las cargas eléctricas en movimiento. De acuerdo con la ley de g a intensidad del campo magnético inducido por un rica en movimiento proporcional a la distancia que separa a la carga del punto donde stamos haciendo la medida. Como la corriente eléctrica es un desplazamiento de carga eléctrica (electrones), una carga eléctrica producirá un campo magnético.
Una aplicación de este fenómeno son los electroimanes. Al hacer circular una corriente eléctrica por una bobina arrollada sobre un núcleo magnético, obtenemos un Campo magnético de un elemento de corriente Campo magnético de un conductor que transporta corriente Fuerza entre alambres paralelos Como una corriente en un conductor crea su propio campo magnético, es fácil entender que los conductores que lleven orriente ejercerán fuerzas magnéticas uno sobre el otro.
Como se verá, dichas fuerzas pueden ser utilizadas como base para la definición del ampere y del Coulomb. Considérese dos alambres largos, rectos y paralelos separados a una distancia a que llevan corrientes II e P en la misma dirección, como se muestra. Se puede determinar fácilmente la fuerza sobre uno de los alambres debida al campo magnético producido por el otro alambre. El alambre 2, el cual lleva una corriente P, genera un campo magnético B2 en la posición del alambre 1, la fuerza magnética sobre una longitud I del alambre 1 es Fl – III x B2
Se ve que Esto se puede reescribir en términos de la fuerza por unidad de longitud como La dirección de Fl es hacia abajo, hacia el alambre 2. Si se considera el campo sobre el alambre 2 debido al alambre 1, la fuerza sobre e Si se considera el campo sobre el alambre 2 debido al alambre 1, la fuerza F? sobre el alambre 2 se encuentra que es igual y opuesta a P. Conductores paralelos que lleven corrientes en la misma dirección se atraen uno al otro, mientras que conductores paralelos que lleven corrientes en direcciones opuestas se repelen Campo magnético de una espira circular de corriente
Si una corriente eléctrica circula por una espira circular, el campo magnético producido dentro de la espira resulta del aporte sumado de cada segmento de la línea conductora. El cálculo integral permite resolver la cuestión. En el centro de la espira la intensidad de campo magnético está dado por la siguiente expresión: B=21tk’i/r o, lo que es lo mismo: B=v0i/2r Donde r es el radio de la espira.
Se ve que aumenta en un factor Tt (3,14) respecto al campo creado a una distancia r por un conductor rectil(neo. Para una bobina, o sea, un dispositivo de n espiras: B — / 2r ey de ampere Explica, que la circulació idad del campo magnético en un contorno ual a la corriente que lo Aplicaciones de la ley de ampere Aparte de su esencial importancia teórica, la ley de Ampere es una poderosa herramienta para el cálculo de campos magnéticos en situaciones de alta simetría.
Así, permite hallar de forma sencilla El campo magnético de un hilo infinito por el cual circula una corriente I El campo magnético de un cable cilíndrico de radio a por el cual circula una densidad de corriente JO El campo magnético de un solenoide ideal de radio a, con n espiras por unidad de longitud, por las que circula una corriente I Materiales magnéticos Existen unos cuantos materiales que son magnéticos de forma natural, o que tienen el potencial de convertirse en imanes.
Algunos de estos materiales son: Hierro Hematita Magnetita Gases ionizados, (como el material del que están hechas las estrellas ) Se puede hacer un imán para atraer objetos que contengan material magnético, como el hierro, aunque este no esté magnetizado. Pero no se puede hacer un imán para atraer materiales plásticos, de algodón o de cualquier otro material, como roca de silicato, pues estos no son materiales magnéticos. El que un material conte cualquier otro
