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Laboratorio N 01: El reactor con ncleo de hierro

Facultad de Ingeniera Elctrica y Electrnica

Universidad Nacional de Ingeniera Lima, Per

Ortega Uribarri, ndrea

I.OBJETIVO

Los siguientes experimentos tienen como finalidad

mostrar

Obtencin de la caracterstica B-H a partir de la

prueba de excitacin.

Observacin del lazo de histresis din!mico "

forma de onda de la corriente del reactor# sin

entrehierro " con entrehierro.

$eparacin de las prdidas del n%cleo.

II. TEORA

! "agnetismo

&l magnetismo es un fenmeno fsico por el 'ue

los materiales e(ercen fuerzas de atraccin o repulsin

sobre otros materiales. &n la naturaleza existe un

mineral llamado magnetita o piedra im!n 'ue tiene la

propiedad de atraer el hierro# el cobalto# el n'uel "

ciertas aleaciones de estos metales# 'ue son materiales

magnticos.

B. Ferromagnetismo

&l ferromagnetismo es un fenmeno fsico en el 'ue

se produce ordenamiento magntico de todos los

momentos magnticosde una muestra# en la misma

direccin " sentido. )n material ferromagntico es

a'uel 'ue puede presentar ferromagnetismo. La

interaccin ferromagntica es la

interaccin

magntica 'ue hace 'ue los momentos magnticos

tiendan a disponerse en la misma direccin " sentido.

Ha de extenderse por todo un slido para alcanzar el

ferromagnetismo.

C. "ateriales #erromagnticos

Las propiedades magnticas macroscpicas de un

material lineal# homogneo e istropo se definen en

funcin del valor de la susceptibilidad magntica * m#

'ue es un coeficiente adimensional 'ue expresa la

proporcionalidad entre la magnetizacin o imanacin

" la intensidad del campo magntico !de acuerdocon la ecuacin+

, *m ! /m0

1omo 'uiera adem!s 'ue la induccin magntica Best! relacionada con los campos ! " por+

B, 234!56 7eslas0

7eniendo en cuenta la primera ecuacin+

B, 234!5 *m!6, 23485 *m"!

B , 2!

9onde 2 representa la permeabilidad magntica del

medio 42 , 23 5 2r 6 " 2r la permeabilidad relativa#

'ue a su vez es igual a 85 *m: 23es la permeabilidad

del vaci " 'ue en unidades del $I es igual a ;. ?ara el caso de materiales ferromagnticos 2r

8 " * mtiene un valor mu" elevado.

La siguiente figura representa algunas formas de

curvas de magnetizacin 4o imanacin6 para diversos

materiales empleados en la construccin de m!'uinas

elctricas.

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$e estila presentar la curva anterior acompa@ada de la

curva de permeabilidad# como se muestra en la imagen

inferior. mbos en funcin de la intensidad de campo

magntico aplicado al material ferromagntico.

D.$eactor de ncleo de %ierro

)n reactor es un dispositivo 'ue genera

inductancia para obtener reactancias inductivas. $u

construccin consiste en una bobina arrollada sobre

un n%cleo de material ferromagntico# este n%cleo

hace 'ue la bobina al ser recorrido por una intensidad

de corriente alterna 4i6 obtenga altas inductancias con

dimensiones reducidas tal como se muestra en la

siguiente figura+

$abemos 'ue+

*L, AL

*L, eactancia inductiva

L+ Inductancia

A , Crecuencia ngular

&l ob(etivo es conseguir valores re'ueridos de *Lcon

dimensiones pe'ue@as " all el n%cleo ferromagntico

a"uda bastante.?ero# el n%cleo ferromagntico

introduce fenmenos adicionales tales como las

prdidas por histresis " corrientes par!sitas

4Coucault6 " la variacin de la inductancia en funcin

del flu(o magntico# por lo 'ue en corriente alterna

sinusoidal trae consigo numerosas armnicas# la cual

exige ma"or an!lisis principalmente en los

transformadores# m!s a%n cuando traba(an en vaco.

E! La&o de %istresis

1uando un material ferromagntico# sobre el cual ha

estado actuando un campo magntico# cesa la

aplicacin de ste# el material no anula

completamente su magnetismo# sino 'ue permanece

un cierto magnetismo residual. ?ara desimantarlo ser!

precisa la aplicacin de un campo contrario al inicial.

&ste fenmeno se llama HI$7&&$I$ magntica# 'ue

'uiere decir# inercia o retardo.

&l !rea 'ue encierra esta curva representa la energaperdida en el hierro del n%cleo. &s por ello 'ue

conviene 'ue la gr!fica sea los m!s delgada posible

4lo ideal es 'ue sea lineal6# esto es una caracterstica

de los materiales blandos.

III. #E$ARROLLO #E LA

E%&ERIEN'IA

! E'ui(os y materiales

8 eactor de n%cleo de hierro de forma

) I de DE3 espiras.

8 utotransformador monof!sico de

DD3F " 83 mp.

8 esistencia de G3.

8 1ondensador de D32C.

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8 >ultmetro digital CluJe.

8 >ultmetro de 8E3F.

8 mpermetro de pinza 1 digital de

E mp.

8 Fatmetro de 8D3K 4&K6

8 Osciloscopio con D puntas de prueba

con acceso vertical " horizontal.

)! Procedimiento

Obtencin de la caracterstica B-H.

$eparacin de prdidas.

Observacin del lazo de histresis "

forma de onda de la corriente del

reactor.

IV. BIBLIO(RA)A

>!'uinas &lctricas &st!ticas M7eora

" problemas4>. $alvador N.- $alvador

&ditoresM$erie Habich6

7eora " an!lisis de >!'uinas

&lctricas 4gustn Nutirrez ?!ucar6