circuitos magneticos

1. CIRCUITOS MAGNETICOS
EL CAMPO MAGNETICO ES UN “CAMPO DE FUERZAS” Y SE DEFINE EN FORMA
INDIRECTA A PARTIR DE LOS EFECTOS QUE PRODUCE
EXISTE UN CAMPO MAGNETICO SOBRE UNA REGION DEL ESPACIO SI UN IMAN
PERMANENTE SUSPENDIDO EN DICHA REGION EXPERIMENTA FUERZAS DE
ATRACCION O REPULSION QUE LO DESVIAN DE SU POSICION, ORIENTANDOLO
EN UNA DIRECCION DETERMINADA.
LAS MAQUINAS ELECTRICAS ESTAN CONSTITUIDAS DE CIRCUITOS ELECTRICOS Y
MAGNETICOS
CIRCUITO MAGNÉTICO ES LA TRAYECTORIA DEL FLUJO MAGNETICO
LAS MAQUINAS ELECTRICAS LOS CONDUCTORES QUE TRANSPORTAN LA
CORRIENTE ENTERACTUAN CON EL CAMPO MAGNETICO PROVENIENTE DE
ELLOS MISMOS.

2. EL NOMBRE DE MAGNETISMO PROVIENE DE LA PROVINCIA GRIEGA MAGNESIA,
DONDE SE ENCUENTRAN LOS YACIMIENTOS MÁS IMPORTANTES DE LA MAGNETITA
(FE3O4), MINERAL CON ACUSADAS PROPIEDADES MAGNÉTICAS.
EN MAGNETISMO HABLAMOS EN
TÉRMINOS DE UN VECTOR LLAMADO
CAMPO MAGNÉTICO B REPRESENTADO
POR SUS LÍNEAS DE CAMPO DE MODO
QUE EN CADA PUNTO DEL ESPACIO EL
CAMPO ES TANGENTE A DICHAS LÍNEAS.

3. Espectro electromagnético
Todas estas interacciones entre campos eléctricos y campos magnéticos fueron
resumidas y formuladas matemáticamente por Maxwell en las llamadas
ecuaciones de Maxwell; quedan demostradas también la existencia de las ondas
electromagnéticas.
El primero en generar estas ondas predichas teóricamente por Maxwell
fue Hertz, quien las llamó ondas de radio.
Estas ondas están formadas por un campo magnético B y uno eléctrico E,
perpendiculares entre sí y perpendiculares a la dirección de propagación, que se
transmiten en el vacío a la velocidad c de 3 108 m/s, cumpliéndose en cualquier
instante la relación E = c B.
El conjunto de estas ondas en todo su rango posible de frecuencias constituye el
espectro electromagnético, del cual la luz visible representa un pequeño intervalo
(entre 400 y 700 nm de longitud de onda).

5. ESPECTRO DE BANDAS DE FRECUENCIAS

6. DIAGRAMA DE RADIACION

7. POLOS DE UN IMAN

8. LINEAS DE FUERZA

9. ESPECTROS MAGNETICOS

11. FUERZA SOBRE UN CONDUCTOR CON CORRIENTE EN UN CAMPO MAGNETICO
B= DENSIDAD DEL FLUJO MAGNETICO
I=INTENSIDAD DE CORRIENTE ELECTRICA
=LARGO DEL CONDUCTOR

13. Φ=βxA
Φ=FLUJO MAGNETICO WEBER (Wb)
Β=DENSIDAD DEL FLUJO MAGNETICO TESLA (T) =
A=AREA
FLUJO MAGNETICO
Nota:
En el caso que B sea constante en magnitud y perpendicular
en cualquier punto a la superficie del área

14. PERMEABILIDAD DEL VACIO

15. DENSIDAD DEL FLUJO MAGNETICO EN UN CONDUCTOR
DENSIDAD DEL FLUJO
MAGNETICO
FUERA DEL CONDUCTOR
DENSIDAD DEL FLUJO
MAGNETICO
DENTRO DEL CONDUCTOR
B
Dentrodelconductor
B
Fuera
del conductor
T
mR
superficie del conductor
R
d

17. EJEMPLO:
UN CONDUCTOR DE DIAMETRO 20 mm , CIRCULA UNA CORRIENTE DE 350 A .
DETERMINE:
•DENSIDAD DEL FLUJO EN LA SUPERFICIE DEL CONDUCTOR
•DENSIDAD DEL FLUJO EN UN PUNTO A 1 m. DEL CENTRO DEL CONDUCTOR
.
•DENSIDAD DEL FLUJO A 6 mm DEL CENTRO DEL CONDUCTOR.
Nota

18. EJEMPLO:
UN CONDUCTOR DE DIAMETRO 20 mm , CIRCULA UNA CORRIENTE DE 350 A .
DETERMINE:
•DENSIDAD DEL FLUJO EN LA SUPERFICIE DEL CONDUCTO

19. EJEMPLO:
UN CONDUCTOR DE DIAMETRO 20 mm , CIRCULA UNA CORRIENTE DE 350 A .
DETERMINE:
•DENSIDAD DEL FLUJO EN UN PUNTO A 1 m. DEL CENTRO DEL CONDUCTOR

20. EJEMPLO:
UN CONDUCTOR DE DIAMETRO 20 mm , CIRCULA UNA CORRIENTE DE 350 A .
DETERMINE:
•DENSIDAD DEL FLUJO A 6 mm DEL CENTRO DEL CONDUCTOR.

21. CAMPO MAGNETICO ALREDEDOR DE
UNA BOBINA

22. POLOS MAGNETICOS EN UNA BOBINA
Regla de la
mano
derecha
Determina
polo Norte

23. FUERZA MAGNETOMOTRIZ
LA FUERZA MAGNETOMOTRIZ PRODUCIDA POR UNA CORRIENTE
EN UNA BOBINA ES IGUAL A LA CORRIENTE POR EL NUMERO DE
VUELTAS DE LA BOBINA.
F = N x I
DONDE:
F FUERZA MAGNETOMOTRIZ (AMPER-VUELTA) (AV)
N NUMERO DE ESPIRAS DE LA BOBINA
I CORRIENTE EN LA BOBINA (A)

24. RELUCTANCIA MAGNETICA
ES UNA MEDIDA DE LA OPOSICION QUE EL CIRCUITO MAGNETICO OFRECE AL
FLUJO MAGNETICO
LOS MATERIALES MAGNETICOS PERMITEN EJERCER UNA EXCELENTE CONTROL
SOBRE LA MAGNITUD, DENSIDAD Y DIRECCION DEL FLUJO MAGNETICO.

25. L = longitud de la sección m
A = área
µ = permeabilidad del material
Nota:
Un material de alta permeabilidad es un buen conductor del flujo magnético

26. Ejemplo:
Voltaje de alimentación : 24 Volt
Número de espiras : 5
Resistencia de la bobina : 0.20 ohm
Reluctancia : 5000
Se pide:
I
F
Flujo

28. INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNETICO H

29. CICLO DE HISTERESIS

30. Hay veces en que interesa acentuar la
histéresis, como ocurre en los núcleos
de las memorias magnéticas, por lo que
se fabrican ferritas
En la mayoría de las máquinas eléctricas
(transformadores, motores,
generadores), interesa un núcleo cuyo
ciclo de histéresis se lo más estrecho
posible ( el camino "a la ida" coincida con
el camino "a la vuelta") y lo más alargado
posible (difícilmente saturable)

31. RESUMEN
• UN CONDCUTOR QUE PORTA CORRIENTE PRODUCE UN CAMPO MAGNETICO A SU
ALRREDEDOR
• UN CAMPO MAGNETICO VARIABLE CON EL TIEMPO INDUCE UN VOLTAJE EN UNA BOBINA
DE ALAMBRE SI PASA A TRAVÉS DE ÉSTA (PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE
TRANSFORMADOR)
• UN CONDUCTOR QUE PORTA CORRIENTE EN PRESENCIA DE UN CAMPO MAGNATICO
EXPERIMENTA UNA FUERZA INDUCIDA SOBRE ÉL (PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL
MOTOR)
• UN CONDUCTOR ELÉCTRICO QUE SE MUEVE EN PRESENCIA DE UN CAMPO MAGNETICO
TENDRÁ UN VOLTAJE INDUCIDO EN ÉL (PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL
GENERADOR

32. LEY DE AMPERE
DONDE H ES LA INTENSIDAD DE CAMPO
MAGNETICO (amper-vuelta) PRODUCIDA
POR LA CORRIENTE Inet
En la figura el núcleo de hierro es rectangular con
devanado de N vueltas de alambre enrollado
sobre una de las ramas del núcleo.
Casi todo el campo magnético producido por la
corriente permanecerá dentro del núcleo.
El camino de integración en la ley de ampere es la
longitud media del núcleo lc
La corriente que pasa por el camino de integración
Inet es Ni
H lc = Ni
RELACION ENTRE LA INTENSIDAD DEL
CAMPO MAGNTICO H Y LA DENSIDAD
DEL FLUJO MAGNETICO RESULTANTE B
PRODUCIDA DENTRO DEL MATERIAL u=permeabilidad magnética del material
(Henrios/metros)
( Tesla)

33. La permeabilidad del espacio libre es
La permeabilidad de cualquier material comparada con la
permeabilidad del espacio libre se denomina
permeabilidad relativa
La permeabilidad relativa es una medida útil para comparar la capacidad de
magnetización de los materiales.
Aceros empleados en máquinas ur = 2000 a 6000
La dirección del campo magnético creado por un conductor con corriente , se puede obtener
por la “regla de la mano derecha”
La fuerza magnetomotriz es
donde

34. La reluctancia R es el homólogo de la resistencia del circuito eléctrico
La permeabilidad P es el inverso de la reluctancia
La relación entre fmm y el flujo puede ser expresada:

35. • La figura es de núcleo
ferromagnético
• Tres lados del núcleo son de
anchura uniforme, mientras que
el cuarto lado es un poco más
delgado
• La profundidad del núcleo es de
10 cm
• Hay una bobina de 200 vueltas
enrollada sobre el lado izquierdo
del núcleo.
• ur=2500
• ¿Qué cantidad de flujo producirá
una corriente de 1ª en la bobina?
EJERCICIO

36. Solución
Tres lados tienen la misma sección transversal, entonces se divide el núcleo en dos
regiones:
1)Lado más delgado
• longitud media es 45 cm
• el área tranversal es 10x10 100 cm2
• la reluctancia será:
2) Los otros tres lados
• La longitud es: 130 cm
• La sección transversal es 15x10 150 cm2
• La reluctancia será

38. PARA CIRCUITOS MAGNETICOS SE UTILIZAN DIFERENTES ESTRUCTURAS DEPENDIENDO DE
LA APLICACIÓN DEL DISPOSITIVO
LA MAYORIA DE LAS VECES SE EMPLEAN ESTRUCTURAS CON ENTREHIERROS QUE SON
ESPACIOS DE AIRE SEPARANDO DOS O MAS PARTES DE UN NUCLEO
NOTA:

39. CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES MAGNETICOS
• DIAMAGNETICOS
• Se magnetizan de manera que su efecto es contrario al campo externo.
• Son débilmente repelidos y presentan una permeabilidad un poco
menor que la del vacio
• Ej: COBRE: u= 0,99999uo
• PARAMAGNETICOS
• FERROMAGNETICOS

40. Leer apuntes
….La normativa española establece en el Real Decreto 1066/2001 un
límite de exposición máximo para el público de 100 microteslas
(100.000 nanotesla) para campos electromagnéticos de frecuencia de
50 Hz….
http://www.radiansa.com/contaminacion-electromagnetica/campos-
electromagneticos/campo_magnetico_exposiciones.htm
Leer informe
http://www.plataformacaldera.cl/biblioteca/589/articles-64790_documento.pdf
http://www.colegiomedico.cl/Portals/0/files/biblioteca/publicaciones/cuadernos/5
1_4.pdf

41. TRANSFORMADORES

42. CLASIFICACION DE LOS TRANSFORMADORES DE ACUERDO A
SU VOLTAJE DE ALIMENTACION
TRANSFORMADORES
MONOFASICOS
TRANSFORMADORES TRIFASICOS
REDUCTOR DE VOLTAJE
ELEVADOR DE VOLTAJE
PUNTO MEDIO
MULTIPLES SALIDAS
SALIDA

43. PARTES PRINCIPALES DE UN TRANSFORMADOR MONOFASICO

44. FIGURA DE TRANSFORMADORES MONOFASICOS

45. FIGURA DE TRANSFORMADOR TRIFASICO

46. TRANSFORMADOR MONOFASICO

47. PLACA CARACTERISTICAS DE UN TRANSFORMADOR