Embed Size (px)
Citation preview
Universidad Politécnica Salesiana, Cuenca - Ecuador
Leyes Fundamentales Electromagnéticas
Felipe Quevedo [email protected]
Resumen: Este documento mostrara primordial para en el desarrollo del documento podemos apreciar primeramente una breve descripción de las leyes más importantes que entran en el estudio del electromagnetismo de una manera global, dándonos a conocer el principio de funcionamiento del mismo. Consecuentemente se procede a enunciar el análisis del funcionamiento y análisis de las maquinas eléctricas más comunes dentro de la industria
I. INTRODUCCION
La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz, o voltaje, en un cuerpo que está sometido a la acción de un campo magnético que puede variar. Cuando resulta que ese cuerpo es un material conductor se produce lo que llamaremos una corriente inducida.
II. LEYES FUNDAMENTALES
A. Ley de Faraday
La Ley de inducción electromagnética de Faraday”, establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rigidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde.
Donde es el campo eléctrico, es el
elemento infinitesimal del contorno C, es la densidad de campo magnético y S es una superficie arbitraria, cuyo borde es C.
Las direcciones del contorno C y de están dadas por la regla de la mano derechaLa Ley de Faraday establece que la corriente inducida en un circuito es directamente proporcional a la rapidez con que cambia el flujo magnético que lo atraviesa
Fig.1 Movimiento Ortogonal de un Conductor se observa a los puntales una Fuerza
fem=dΦdt
=B∗l∗v
Un conductor puede inducir una fem mediante el movimiento relativo entre el conductor y el campo magnético, Faraday descubrió que cuando un conductor corta las líneas de flujo magnético se produce una fem entre los extremos de dicho conductor. Cuanto mas rápido sea ese movimiento, tanto mas pronunciada será la desviación de la aguja del galvanómetro. Cuando el conductor se mueve hacia arriba a través de las líneas de flujo se puede hacer una observación similar, excepto que en ese caso la corriente se invierte.
Fig.2 Cuanto más rápido sea ese movimiento, tanto mas pronunciada será la desviación de la aguja del
galvanómetroCuando no se cortan las líneas de flujo, por ejemplo si el conductor se mueve en dirección paralela al campo, no se induce corriente alguna.
B. Ley de Biot - Savart
La ley de Biot-Savart establece el principio de los Motores Electricos, si un alambre conduce una corriente constante I, el campo magnético dB en un punto P debido a un elemento ds tiene las siguientes propiedades :
Fig.2 Conduce una corriente constante I, el campo magnético dB en un punto P
C. La Ley de Lenz
Todo efecto se opone a la causaDijo lo mismo que la segunda ley fundamental de Newton ley o principio de Acción y Reacción
La Ley de Lenz nos dice que las fuerzas electromotrices o las corrientes inducidas serán de un sentido tal que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjo. Esta ley es una consecuencia del principio de conservación de la energía.
La polaridad de una FEM inducida es tal, que tiende a producir una corriente, cuyo campo magnético se opone siempre a las variaciones del campo existente producido por la corriente original.
El flujo de un campo magnético uniforme a través de un circuito plano viene dado por:
Dónde:
Φ = Flujo magnético. La unidad en el S.I. es el weber (Wb). B = Inducción magnética. La unidad en el S.I. es el tesla (T). S = Superficie
del conductor. α = Ángulo que forman el conductor y la dirección del campo.
D. Regla de Fleming
Esta ley establece que si el pulgar, el dedo índice y el dedo medio de la mano derecha se colocan en ángulo recto entre sí, apuntando con el pulgar en la dirección en la que se mueve el alambre, y con el índice en la dirección del campo, el dedo medio apuntará en la dirección convencional de la corriente inducida.
Esta ley se fundamenta que el dedo pulgar hacia arriba de la mano izquierda se extiende en la dirección del movimiento del corte de las líneas de fuerza y el índice hacia adelante indica la dirección del campo magnético y el dedo medio señalando hacia nosotros, indica la dirección de la F. E. M. inducida.
Añadiremos que, cuando un inductor corta 100,000,000 de líneas de fuerza en un segundo, induce una F. E. M. de un voltio, la referencia anterior es sólamente teórico, ya que para determinar la F. E. M. utilizamos un voltímetro
Fig.2 Reglas de Fleming
Regla de mano derecha es aplicado en GeneradoresRegla de mano Izquierda es aplicada en Motores
VI. CONCLUSIONES
Con este análisis breve se ha podido comprender de mejor manera las diferentes leyes que se aplican dentro de la teoría electromagnética y con esto a las maquinas eléctricas, gracias a este análisis se podrá comprender de mejor manera el funcionamiento, aplicación y detalles de las diferentes maquinas eléctricas a estudiar que nos servirá mucho cuando entremos al campo laboral
REFERENCIAS
[1]http://redesformacion.jccm.es/aula_abierta/contenido/97/387/3170/ELE_U2_T4/411_fuerza_electromotriz_inducida.html [2]http://sistemas.itlp.edu.mx/tutoriales/electymagnet/tem5_3_.htm[3]http://www.mitecnologico.com/Main/LeyDeFaraday [4]http://sistemas.itlp.edu.mx/tutoriales/fisica2/5.8.htm
