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PREINFORME DE LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS I
GRUPO A" CICLO 2015-II
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO
U.N.A.PPRE-INFORME DEL LABORATORIO
FACULTAD DE INGENIERA MECANICA
ELCTRICA y, ELECTRNICA Y SISTEMASF.I.M.E.S.
CURSO : LABORATORIO DE MAQUINASELECTRICAS PROFESORES : Ing.
Ag!"#nG"$%&&'( P.
: Ing.
TEMA : F)&*+$n ' C+*/)! M+gn%"$)! 'n
M+0$n+! R)"+"$1+!
ALUMNOS GRUPO 2:
COMPORTAMIENTO MAGNETICO DE LOS MATERIALESFERROMAGNETICOS
OBJETIVOS.
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o Estudiar las propiedades magnticas de la materiales
ferromagnticos.
o Verificacin de la forma de onda de corriente de
magnetizacin(corriente de vacio).
MATERIAL UTILIZADO.
o 01 Autotransformador de 0 - 20 V.
o 01 !ransformador de 1 "VA# 220$110 V.
o 01 Volt%metro de 0 - &'0 V.
o 01 Amper%metro de 0 - 10 A.
o 02 esistencias de 1' 0 ".
o 01 *sciloscopio de precisin.
o 01 +ondensador de 20 , - 2'0 V.
o 01 ult%metro an/a.
o
+onductores conectores.
RESUMEN TERICO.
MATERIALES FERROMAGNCTICOS.
MATERIALES FERROMAGNETICOS
os materiales ferromagnticos# compuestos de ierro sus aleaciones
con coalto#tungsteno# n%3uel# aluminio otros metales# son los
materiales magnticos m4s comunes se utilizan para el dise5o
constitucin de n6cleos de los transformadores ma3uinaselctricas. En
un transformador se usan para ma7imizar el acoplamiento entre
losdevanados# as% como para disminuir la corriente de e7citacin
necesaria para laoperacin del transformador. En las ma3uinas
elctricas se usan los materialesferromagnticos para dar forma a los
campos# de modo 3ue se logren acer m47imas lascaracter%sticas de
produccin de par.
Estos materiales an evolucionado muco con el paso del tiempo lo
3ue implica maseficiencia# reduccin de vol6menes costo# en el
dise5o de transformadores ma3uinaselctricas.
os materiales ferromagnticos poseen las siguientes propiedades
caracter%sticas 3uese detallan a continuacin.
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Propiedade de !o "a#eria!e $erro"a%&e#i'o.
Aparece una gran induccin magntica al aplicarle un campo
magntico.
8ermiten concentrar con facilidad l%neas de campo magntico#
acumulandodensidad de flu9o magntico elevado.
e utilizan estos materiales para delimitar dirigir a los campos
magnticos entraectorias ien definidas.
8ermite 3ue las ma3uinas elctricas tengan vol6menes razonales
costosmenos e7cesivos.
Cara'#er(#i'a de !o "a#eria!e $erro")%&e#i'o.
os materiales ferrom4gneticos se caracterizan por uno o varios
de los siguientesatriutos:
8ueden imanarse muco m4s f4cilmente 3ue los dem4s materiales.
Estacaracter%stica viene indicada por una gran permeailidad
relativa $r.
!ienen una induccin magntica intr%nseca m47ima ;ma7mu
elevada.
e imanan con una facilidad mu diferente seg6n sea el valor del
campomagntico. Este atriuto lleva una relacin no lineal entre los
mdulos deinduccin magntica(;) campo magntico.
ando a esta aleacin un tratamiento
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trmico adecuado# se otiene un material 3ue comparado con el
ierro# tiene me9orespropiedades magnticas para campos magnticos
diles# una resistividad maor sufren perdidas totales menores en el
n6cleo. Esta aleacin se lamina en capas fle9es#
principalmente de espesores comprendidos entre 0#?' 0#?' mm
recocidos@ en el
lengua9e corriente se le conoce con el nomre de acero al silicio
o +apa magntica.
as capas de me9or calidad presentan maor contenido en silicio#
entre el el '. Elsilicio eleva la dureza del material# por lo 3ue
su porcenta9e se determina seg6n elempleo al 3ue se designa la
capa. 8ara ma3uinas rotatorias el limite superior esapro7imadamente
del =# teniendo en cuenta el peligro de la fragilidad. !amin se
prefieren capas de menor contenido de silicio cuando las
densidades defuncionamiento son elevadas o cuando se desea una
elevada conductividad calor%fica.as perdidas en el n6cleo el
coeficiente de enve9ecimiento aumentan al disminuir elcontenido de
silicio.
a faricacin de la capa magntica a llegado a estar normalizada en
consideralee7tensin por lo 3ue los datos magnticos pulicados por
diversos faricantes no sediferencian# calidad por calidad#
e7cesivamente.
Ai!a"ieo ier!a"i&ar
El aislamiento interlaminar se consigue formando una capa de
7ido natural sore lasuperficie de la capa magntica laminada plana o
aplicando un revestimientosuperficial. Evidentemente este
tratamiento no reduce las corrientes par4sitas en elinterior de las
capas. Beneralmente se consigue una me9ora en la resistencia
entrecapas recociendo la capa a9o condiciones ligeramente o7idantes
3ue aumentan elespesor del 7ido superficial cortando entonces las
formas acaadas para los n6cleos.
os revestimientos o acaados de aislamiento pueden clasificarse
ampliamente enorg4nicos o inorg4nicos:
a, E! ai!a"ieo or%)&i'oconsiste# en general# en esmaltes o
arnices 3ue se aplican ala superficie del acero para proporcionar
una resistencia interlaminar.
a capa magntica laminada plana con revestimiento de tipo
org4nico no puede reciirun recocido de distensin sin per9udicar el
valor aislante de la capa. Esta# sin emargo#resiste las
temperaturas de funcionamiento normales. Algunos aislamientos
org4nicosson apropiados slo en n6cleos refrigerados por aire#
mientras 3ue otros pueden serapropiados para n6cleos de
transformadores tanto del tipo refrigerado por aire como losde a5o
de aceite. El espesor de este tipo de aislamiento es de
apro7imadamente de 2#'m.
-, E! ai!a"ieo i&or%)&i'ose caracteriza# en general# por
una elevada resistencia
por la capacidad de resistir las temperaturas necesarias para el
recocido de distensin.Esta ideado para n6cleos de transformadores
refrigerados por aire o en a5o de aceite.
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as propiedades de los materiales magnticos se e7plican a travs
del momentomagntico atmico 3ue poseen las cargas en el movimiento
de su orita de los
espines.
os materiales ferromagnticos esta compuesto de ierro aleado con
coalto# tungsteno#n%3uel# aluminio otros metales tratados o no
trmicamente cierto porcenta9e desilicio. a finalidad de uso de
n6cleos ferromagnticos son: otener altas densidadescon a9as $""
delimitar o dirigir a los campos en traectorias ien definidas.
CARACTERISITICAS ;CDE LOS MATERIALES FERROMAGNTICOS.
De&idad de F!/o re"a&ee 0Br,# si se magnetiza el
material de ierro desde
*# esta se incrementa asta llegar a un punto cercano a la
saturacin@ perocuando se reduce a cero la C# el n6cleo no retorna
totalmente la energ%a 3ue asido aplicada# es decir retiene cierta
densidad residual.
Fer1a Coer'i#i2a 03',# para reducir el magnetismo remanente (;r
tiende a 0) acero es necesario aplicar fuerza de magnetizacin
inversa# conocida como fuerzacoercitiva.
La1o de 4i#*rei5 cuando llega a cero (;D0) con el incremento de
la fuerza
de magnetizacin# se incrementa ; r4pidamente en sentido negativo
a ladensidad m47ima. i nuevamente se elimina la ;r negativa se
incrementa lafuerza en sentido positivo se cierra la caracter%stica
;C# formando un lazo (ociclo) llamado lazo de Cistresis. a istresis
se refiere a un atraso de ;respecto a C.
Cr2a de Ma%&e#i1a'i6& de d' o &or"a!5 a e7citacin
c%clica de amplitudesmenores de ; C@ se e7ie lazos menores de
Cistresis# la unin de los puntosvrtices m47imos# otiene una curva
conocida como la curva de magnetizacindel material# mu utilizado
para los c4lculos de ingenier%a de dise5o de
ma3uinas elctricas.
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La per"ea-i!idad di$ere&'ia! 0d, de! "a#eria!5es la relacin
de ; C 3uevar%a con las variaciones de los puntos ; C.
Ma#eria!e $erro"a%&*#i'o a2e 7 dro5son los materiales 3ue
tienen a9ovalor de Cc su magnetizacin es f4cil. En camio cuando
tiene un valor alto deCc su magnetizacin es dura. E7isten mtodos de
aleaciones para otenermateriales ferromagnticos propiedades
magnticas me9oradas.
E8CITACIN DE ESTRUCTRAS FERROMAGNTICAS CON CA.
os materiales ferromagnticos usados en el dise5o de
transformadores ma3uinaselctricas de +.A. son los conocidos como
landos 3ue tengan alta permeailidad a9acoercitividad con la
finalidad de otener prdidas moderadas deido al proceso
demagnetizacin de esta estructura con corriente de e7citacin de
+.A. Estas prdidas enel ierro son deido al fenmeno de la istresis a
las corrientes par4sitas de edd
inducidas en el n6cleo.
PRDIDAS POR 3ISTRESIS.
as prdidas referidas a la istresis son por el movimiento de los
dominios durante losciclos de magnetizacin fue deducido por
teinmetz# se puede analizar de lasiguiente e7presin:
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>e la ecuacinrepresenta el 4rea del lazo de Cistresis.
i la e7presin es peridica a una razn de f por segundos# las
prdidas se puedene7presar en forma pr4ctica por la formula de
teinmetz.
n D (1.' - 2.') - e7ponente de teinmetz)
" D cosntante de teinmetz 3ue dependen del material
ferromagntico.
PRDIDAS POR CORRIENTES PAR9SITAS 0DE EDD:,.
+uando el n6cleo se e7pone a campos magnticos variales en el
tiempo# se inducevolta9es +.A. al mismo tiempo corrientes conocidas
como las corrientes de Edd#llamadas tamin corrientes par4sitas o
corrientes de remolino# se producen como efectode la induccin
electromagntica.
,orma de la corriente de e7citacin de un oinado con n6cleo de
ierro.
PROCEDIMIENTO E8PERIMENTAL.
ontar el circuito de la figura FG 01
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ealice las conclusiones# oservaciones sugerencias
respectivas.
BIBLIOGRAF;A.
o !E8CEF L. +CA8AF 43uinas Elctricas.
o MVMFB . "**N 43uinas Elctricas !ransformadores.
o MVMFB . "**N 43uinas Elctricas !ransformadores.
o EFMJE AJ
