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 CIRCUITO
MAGNÉTICO
 Se denomina circuito magnético a un
dispositivo en el que las líneas de fuerza
del campo magnético están canalizadas
en un camino cerrado. Se basa en que los
materiales ferromagnéticos tienen una
permeabilidad mucho más alta que el aire
o el espacio y por tanto el campo
magnético tiende a quedarse dentro del
material.
 Un
circuito magnético
sencillo es un anillo o toro
de una material ferro
magnético
con un
arrollamiento por el que
circula una corriente. Esta
última crea un flujo en el
anillo cuyo valor viene
dado por:
 Donde :
 Φ es el flujo magnético,

es la fuerza magnetomotriz, definida
como el producto del número de
espiras N por la corriente I

es la reluctancia.
 Los
circuitos
magnéticos
son
importantes en electrotecnia, pues son
la base de transformadores, motores
eléctricos,
muchos
interruptores
automáticos, relés, etc.

 CAMPO MAGNETICO. FLUJO.
INDUCCION.
 Campo magnético es la región del espacio en
la que se manifietan los fenómenos
magnéticos. Estos actúan según unas
imaginarias "líneas de fuerza": éstas son el
camino que sigue la fuerza magnética. Se
suele visualizar colocando un imán bajo una
cartulina espolvoreada con limaduras de
hierro; éstas se colocan siguiendo las líneas
de fuerza
 HISTÉRESIS
 Cuando un material ferromagnético,
sobre el cual ha estado actuando un
campo magnético, cesa la aplicación de
éste, el material no anula
completamente su magnetismo, sino
que permanece un cierto magnetismo
residual.
 Para desimantarlo será precisa la
aplicación de un campo contrario al
inicial.
 Este fenómeno se llama HISTERESIS
magnética, que quiere decir, inercia o
retardo.
 Los materiales tiene una cierta inercia a
cambiar su campo magnético.
La figura representa el llamado CICLO DE HISTERESIS (también lazo o
bucle de histéresis) de un determinado material magnético.Se supone
que una bobina crea sobre dicho material magnético una intensidad de
campo H, el cual induce en ese material magnético una inducción
(valga la redundancia) de valor B.
Así a una intensidad de campo H0 le corresponderá una inducción de
valor B0.
Si ahora aumenta H (aumentando la corriente que circula por la
bobina) hasta un valor H1, B también aumentará hasta B1. (Ver figura)
Pero si ahora restituimos H a su valor inicial H0 , B no vuelve a B0 , sino
que toma un valor diferente B2. (Obsérvese que el camino "a la ida" es
distinto que "a la vuelta" lo que implica que para restituir la inducción
en el núcleo a su primitivo valor, es preciso aplicar una corriente
suplementaria de signo opuesto).
Otras veces por el contrario, como ocurre 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), como el de la figura siguiente:
Esta pretensión tiene su razón de ser. En efecto:
se invierta una potencia exclusivamente en magnetizar el
núcleo, esta potencia no tiene ninguna otra aplicación
práctica, por lo que se puede hablar de potencia perdida
en imantación del núcleo y, efectivamente, se consideran
las llamadas PERDIDAS POR HISTERESIS. Como quiera
que éstas resultan ser directamente propocionales al
área del lazo de histéresis, interesa pues que esta área
sea lo menor posible.

CORRIENTES DE FOUCAULT. NUCLEOS

Se ha visto que la variación de flujo engendra una corriente, y este efecto se
aprovechará para muchas aplicaciones prácticas. Ahora bien, los núcleos
ferromagnéticos, aunque no buenos, son conductores eléctricos. En ellos se
crearán corrientes inducidas cuando estén sometidos a un flujo variable.
Estas corrientes son llamadas CORRIENTES DE FOUCAULT. En general,
estas corrientes son indeseables, puesto que calentarán el núcleo y
aparecerá una pérdida de potencia en forma de calor: PERDIDAS POR
CORRIENTES DE FOUCAULT. En las máquinas eléctricas se procura evitar al
máximo la circulación de estas corrientes, cortando el camino eléctrico por
medio de núcleos especiales:

NUCLEOS DE CHAPA.- Para frecuencias bajas se utilizan los núcleos de
chapa. Estos consisten en una serie de chapas de material ferromagnético
de pequeño grosor apiladas, recubiertas cada una de ellas de barniz
aislante. Las chapas permiten el paso del flujo magnético, pero no el de las
corrientes de Foucault, ya que estas son perpendiculares a aquél.

NUCLEOS DE FERRRITA.- Para frecuencias altas es insuficiente el
aislamiento que se consigue con los núcleos de chapa y se recurre a unos
materiales especiales denominados ferritas; estos están formados por
gránulos de material ferromagnético separados por un cemento cerámico.

NUCLEOS DE AIRE.- Para frecuencias muy altas se recurre a dejar la bobina
sin núcleo ferromagnético, y se dice que tiene núcleo de aire. Como éste es
un buen aislante eléctrico, la pérdida por corrientes de Foucault en este tipo
de bobinas es práctcamente nula.

Los símbolos de estos tres tipos de bobinas son:
No siempre son indeseables las
corrientes de Foucault. Algunas veces se
aprovecha su efecto calorífico para
aplicaciones industriales o domésticas.
Tal es el caso de la fusión del platino
(infusible a la llama) o de los hornos
microondas.
 LA AUTO-INDUCTANCIA
 Cuando una corriente esta
cambiando en un circuito ,el flujo
magnetico que concatena dicho
circuito cambia y se induce una
fuerza electromotriz en el, si
consideramos constante la
permeabilidad , la fuerza
electromotriz inducida es
directamente proporcional al
cambio de la corriente .

VL = L di/dt ……I

L:

Unidades weber/amper o henry

Sabemos que en una bobina con N espiras la fuerza
electromotriz inducida esta dada-

VL = NdΦ/dt……….II

De I y II

L di/dt =NdΦdt entonces

coeficiente de auto inductancia
L = N dΦ/di
 INDUCTANCIA MUTUA
 Si consideramos que una corriente
( i ) circula en una bobina como lo
indica en la figura , sabemos que la
corriente cambiante (i1) produce
un flujo magnético Φ1 parte de
estos eslabonamientos de flujo son
únicamente de la bobina 1 y es
llamado encadenamiento del flujo
Φ11
COEFICIENTE DE ACOPLAMIENTO K
 Problema aplicativo
 La bobina 1 de un par de bobinas a acopladas
tiene una corriente permanente de 5amperios
y los flujos correspondientes Φ11 y Φ12 son de
20000 y 40000 maxwells respectivamente, si
las vueltas de
 N1 = 500 y N2= 1500 espiras calcular L1 ,L2, M
yK
 Solucion
 flujo total = Φ1= Φ11 + Φ12
 Φ1= 20000 + 40000= 6x10⁴ maxwells
 1weber = 10⁸ maxwells
 Φ₁ = 6x10 ⁻⁴ weber
 la auto inductancia de la bobina será
 L1 = N Φ1/i = 500x6x10⁻⁴/5
 L1= 6x10
Henrys
 la inductancia mutua
 M= N1Φ12/I1 = 500x4x10⁻⁴/5
 M =12x10
H enrys
 Coeficiente de
acoplamiento
 K = Φ12/Φ1=




x10⁻⁴/6x10 ⁴
K= 0.667
Luego la
autoinductancia
M= K√L1xL2
L2 = M /K Xl1
 L2= (
12x10⁻ ) /(0.667) x6x10⁻
 L2= 0.539 Henrys.
Bien
Contimuaremos
la
proxima
clase