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LOGO
Unidad I Fundamentos de Máquinas Eléctricas
REPÚBLICA BOLIARIA!A "E E!E#UELAREPÚBLICA BOLIARIA!A "E E!E#UELAU!IER$I"A" !ACIO!AL E%PERIME!&AL MAR'&IMA "EL CARIBEU!IER$I"A" !ACIO!AL E%PERIME!&AL MAR'&IMA "EL CARIBE
ICERREC&ORA"O ACA"(MICO ) "IRECCI*! "E E$CUELA !AU&ICAICERREC&ORA"O ACA"(MICO ) "IRECCI*! "E E$CUELA !AU&ICA Unidad Curricular ELEC&RO&EC!IA MARI!A IIUnidad Curricular ELEC&RO&EC!IA MARI!A II
Ela+orado ,or In-. /osé Luis "arias
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LOGOÍndice
Magnetismo. Materiales Magnéticos0
Ley de Faraday-Lenz. Inducción Electromagnética.1
Leyes de los circuitos magnéticos.2
Maquinas Rotativas. Motores y Generadores.3
Fuerza Electromotriz InducidaFEM!. "ar motor.
4
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LOGOMagnetismo. Materiales magnéticos.
Magnetismo#
$%es un &enómeno 'ro'iedad! &(sico 'or el que los o)*etos e*ercen &uerzas deatracción o re'ulsión so)re otros materiales.+ ,omado de ii'edia.org
/lgunos materiales o elementos naturales 'oseen'ro'iedades magnéticas0 mientras otros sonarti&icialmente creados 'ara usos es'eciales.
"ara cuanti&icar en que medida y ti'o un material esmagnético de)emos valernos de algunas relaciones ya
estudiadas 'or la &(sica0 veamos esto a continuación%
Magnetita
Imanes de tierras rarasencontrados en discos duros
Imanes de 1eodimio 1dFe2!
3inta imantada
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LOGO"ro'iedades Magneticas.
$usce,ti+ilidad ma-nética5 e6citaci7n ma-nética e inducci7n
ma-nética.
m χ
r m µ χ =+1
E4citación magnética o Intensidad de 3am'o Magnético /v5m!
6usce'ti)ilidad magnética. Es una 'ro'iedad del material.
Magnetización o Momento 7i'olar Magnético
"ermea)ilidad relativa
0 µ "ermea)ilidad vac(o
Inducción magnética o densidad de &lu*o
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LOGO ,i'os de materiales magnéticos
7e acuerdo a la susce'ti)ilidad magnetica los
materiales se clasi&ican de la siguiente &orma#
0>m χ
0<m
χ
1>>m
χ
7iamagnéticos
"aramagnéticos
Ferromagnéticos
El caso que nos acude en este curso es
re&erente a los materiales &erromagnéticos queson los mas usados en la construcción demaquinas y equi'amiento eléctrico.
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LOGOFerromagnetismo e 8istéresis
,e4t
,e4tEn los materiales &erromagnéticos ocurre un &enómeno &(sico a nivel de suestructura atómica0 que alinea los electrones de cada 9tomo de &orma 'aralelaunos con otros0 rom'iendo la aleatoriedad de sus 'osiciones relativas antes deestar en 'resencia de un cam'o magnético.
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LOGOFerromagnetismo e 8istéresisGrafico de magnetización de una aleación de hierro
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LOGOFerromagnetismo e 8istéresis
3urva de 8istéresis
Material 2lando# /'ro'iado'ara a'licaciones
electromec9nicas.
Material 7uro# 1o a'ro'iado'ara a'licacioneselectromec9nicas.
La :istéresis es la que 'ermite la e4istencia de imanes
'ermanentes arti&iciales que de otro modo no ser(an 'osi)les.
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LOGO
;eamos a:ora las reglas que rigen el com'ortamiento de los circuitos
magnéticos#
Leyes de los circuitos magnéticos. /nalog(as
< Ec. 7e Ma4=ell< Fuerza Magneto Motriz FMM!< Ley de 8o'inson
La divergencia del cam'o de inducción magnética 2 sim'lemente indica que no 'odemosaislar los 'olos o es decir en otras 'ala)ras0 las l(neas de &uerza o l(neas magnéticas soncontinuas cerradas! e in&initas.
El rotacional de un cam'o magnético 8 se convierte en la &orma di&erencial de la Leyde /m'ere y e4'resa la FMM#
6u unidad es elam'erio-vuelta.
6i consideramos constante el cam'o0 las l(neascoinciden con la l(nea media del n>cleo0 lo cual es
com>n en la 'r9ctica.
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LOGOLey de 8o'inson
La ultima de las ec. de Ma4=ell e4'resa lo ya visto como la relación entre los cam'os2 y 80 en &unción de una 'ro'iedad adimensional de los materiales que se llama'ermea)ilidad magnética.
8aciendo algunas sustituciones alge)raicos utilizando las ecuaciones anteriores
tenemos#
"ara una sección transversal de un material &erromagnetico el &lu*o es constante en elnucleo y viene dado 'or#
e)ers
Reluctancia
Ley de 8o'inson
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LOGO /nalogias.
?n circuito magnético se 'uede modelar como un circuito eléctrico a'ro4imado0
o)viamente guardando ciertas restricciones de)ido a la naturaleza de los cam'osmagnéticos. ;eamos las siguientes ta)las de analog(a 'ara luego resolver algunose*ercicios de circuitos magnéticos%
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LOGO /nalog(as.
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