Las maquinas eléctricas basan su funcionamiento en los fenómenos del magnetismo y del electromagnetismo.
Se denomina magnetismo a la propiedad que tienen determinados materiales en estado natural o artificial para atraer el hierro , puede ser aprovechada para la transformación de energía eléctrica. A los elementos que tienen esa propiedad de atracción se les denomina imanes,
Imanes permanentes: Son aquellos en los que los efectos de imanación se mantienen de forma continuada. Pueden estar magntizados de forma natural o artificial.
Imanes temporales: Son aquellos que mantienen el magnetismo solamente mientras se produce un fenómeno físico de magnetización sobre ellos
Imanes naturales: Son de origen mineral y poseen de forma natural esa propiedad de atracción. Pueden ser cerámicos o de tierras raras . Los de tipo cerámico están formados por bases de oxido de hierro, de estroncio o de bario. Los de tierras raras, de elementos como el neodimio y el samario
Imanes artificiales:En ellos el campo magnético se genera mediante un estimulo externo, como puede ser el acercamiento de otro imán o el paso de una corriente eléctrica próxima al metal a magnetizar dependiendo del tipo de material, la magnetización puede hacerse de forma permanente o temporal
Si se hacercan por polo del signo contrario estos se atraen, y si se hacercan dos polos de diferente polo signo hay repulsión entre los imanes.
Se perciben las fuerzas magnéticas de un imán o de un elemento magnetizado, del polo norte al polo sur
-Cuando se unen dos polos del mismo signo, las lineas se enfrentan y por tanto se repelen
-Por el contario, si se unen dos polos de diferente signo las lineas de fuerza se suman y los imanes se atraen
Flujo magnético
Es el numero total de lineas de fuerza forman un campo magnético que se representa con la letra fi y su unidad es el weber(Wb).
-Inducción magnética
Es la cantidad de lineas de fuerza que traspasa una unidad de superficie. La inducción magnética, también denominada como densidad de flujo magnético se representa con la letra B(beta) y su unidad es el Tesla (T). La relación existe entre el flujo y la inducción magnética es la siguiente. Fi=BxS S representa la superficie que atraviesan las lineas de campo se mide en metros cuadrados
-Se denomina electromagnetismo a aquella parte de la electrotecnia que estudia en conjunto los fenómenos eléctricos y magnéticos
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Campo magnético en un conductor
Cuando un conductor rectilíneo es atravesado por una corriente eléctrica, a su alrededor se crea un campo magnético cuyas lineas de fuerza son circulares y concentricas al conductor. Se puede aplicar la denominada regla de la mano derecha. Según dicha regla, el pulgar define el sentido de la corriente eléctrica, y el cierre de los dedos sobre el conductor muestra el sentido del campo magnético
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Campo magnético en una espira
En una espira es fácil saber el sentido del campo magnético utilizando la regla de la mano derecha
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Campo magnético en una bobina:
Conseguir un campo magnético superior, se pueden unir en serie varias de estas espiras y así sumar sus campos parciales. Esto se consigue realizando con el conductor una bobina o solenoide
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Intensidad de campo magnético:
Esta magnitud indica la fuerza de un campo magnético se representa con la H, y su unidad es el amperio-vuelta/metro (Av/m) H=NxI / L
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Fuerza magnetomotriz:
Es la fuerza que permite mantener el campo magnético en un circuito electromagnético, se representa con la F y se mide en Amperio-vueltas (Av) F=NxI H=F/L
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Circuito magnético:
Un circuito magnético simple es el denominado electroimán, que consiste en un núcleo de hierro y en una bobina que se alimenta con una fuente tensión. En un circuito con núcleo magnético, para el cálculo de intensidad de campo (H), L no es la longitud del hilo que forma la bobina, sino que es el perímetro central de su núcleo
-Materiales para circuitos magnéticos:
Los materiales utilizados para los núcleos de circuitos magnéticos pueden ser de diferentes tipos; sin embargo, no todos tienen un comportamiento similar ante el campo magnético que generan o ante el que están expuestos,a estos átomos se les denomina spines y tienen una orientación magnética propia
Diamagneticos:Diamagneticos: En este tipo Los espinas no disponen de un campo magnético sin embargo si se les aplica un un campo magnético externo, estos se orientan en sentido contrario a las líneas de fuerza del campo inductor.
Paramagneticos: en este tipo los Spinners si disponen de su propio campo magnético así cuando se les aplica un campo externo algunos de ellos tienden a orientarse ligeramente en
- Ferromagnéticos: Son aquellos en los cuales los átomos alinear el cumple con por completo con las líneas de fuerza del campo externo es el tipo de material utilizado para la fabricación de circuitos magnéticos en máquinas eléctricas ya que para valores elevados aumenta considerablemente la magnetización
-El material que no es ferromagnético se considera amagnético como la denominada chapa de grano orientado
-Reluctancia magnética :
A la reluctancia magnética se le compara con la resistencia eléctrica. El flujo magnético es directamente a la fuerza magnetimotriz inversamente proporcional a la reluctancia
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Curva de magnetización de un material
Si a un circuito magnético, se le conecta una fuente de tensión a través de una resistencia variable o reostato. Se puede regular la intensidad de corriente que circula por el, la intensidad del campo H variará en función de dicha corriente.
El sentido de las líneas de fuerza del campo principal
Permeabilidad magnética
En magnetismo, la relación entre la densidad del flujo magnético, B (en unidades de teslas), y la intensidad del campo magnético, H (en unidades de amperios/metro), generalmente en unidades de H/m. μ = B / H.
Corrientes parásitas o Foucalt
cuando un conductor atraviesa un campo magnético variable, o viceversa. El movimiento relativo causa una circulación de electrones, o corriente inducida dentro del conductor. Estas corrientes circulares de Foucault crean electroimanes con campos magnéticos que se oponen al efecto del campo magnético aplicado