Circuitos Segundo Orden

3 CURVA DE HISTÉRESIS

La curva de magnetización indica la inducción que produce una determinada excitación de campo magnético. La relación entre la densidad de flujo magnético y la excitación de campo H que la crea se denomina permeabilidad magnética y es una medida de lo bien que transforma el material una excitación eléctrica en un flujo magnético.

La curva de magnetización es inicialmente lineal, y es en esta parte inicial de la curva donde se especifica la permeabilidad y la denominan permeabilidad inicial (µi). Conforme se aumenta la excitación, eventualmente se alcanza un punto donde el incremento de la densidad de flujo no se produce al mismo ritmo y la pendiente de la curva disminuye. A partir de cierto valor de excitación Hsat cualquier incremento en la excitación no provocará un aumento en densidad de flujo y se dice que el material alcanza la saturación Bsat. [1]

Mediante la curva de magnetización B-H se calcula la permeabilidad absoluta μ que presenta el material

(1)

Como la permeabilidad del vacío, aire o medio ambiente, es la misma (µ0) se puede calcular la permeabilidad relativa mediante la siguiente relación.

(2)

La variación de la permeabilidad relativa depende del tipo de material. Si el material es ferromagnético la inducción que produce es mayor que el aire, si es paramagnético, la inducción es ligeramente mayor y si es diamagnético la inducción es ligeramente menor que el aire.[2]

Cuando la corriente alcanza el máximo valor, la densidad de flujo y la intensidad del campo tienen sus respectivos máximos valores y su curva respectiva es el trazo inicial, en la medida que la corriente se reduce la curva sigue una trayectoria distinta, y si disminuye a cero, H lo hace también, sin embargo la densidad de flujo se mantiene atrasada. [3]

Las curvas de magnetización o curvas de saturación son útiles en el análisis y diseño del comportamiento de motores y transformadores eléctricos.

A continuación se muestra la curva de magnetización en la que se muestran las secciones principales.

Figura 1. Curva de magnetización con las secciones principales. Tomado de Transformadores y motores de inducción, G. Enríquez.

La curva es cóncava hacia cuando los valores de intensidad de campo magnético son bajos, de cierta manera linealidad para valores medios de intensidad de campo y finalmente se hace cóncava hacia abajo para valores altos de intensidad de campo, para intensidades mayores es casi plano.

La parte denominada hacia abajo, “La rodilla”, es la región de saturación, la cual se completa cuando todos los dominios magnéticos están orientados en dirección de la fuerza magnetomotriz aplicada. La saturación comienza en la región de la rodilla y se completa cuando la curva se comienza a aplanar.[3]

Por lo general transformadores y máquinas de C.A. se operan en la región lineal y parte inferior de la rodilla, algunos generadores y motores de corriente directa, se operan en el extremo superior de la rodilla.

Las características magnéticas de un material dependen también de la frecuencia y de la temperatura. La permeabilidad puede variar dependiendo de la frecuencia o la temperatura. Se sabe que los materiales ferromagnéticos pierden sus características magnéticas por encima de su temperatura de Curie. Por ello su temperatura en funcionamiento no debe superar los 100ºCy los 600ºC, dependiendo del material [4].

4 CURVA DE HISTERESIS

4.1 Histéresis magnética

Se define como una especie de resistencia presentada por moléculas de un material magnética que se encuentra bajo la influencia de un campo magnético variable. Con esta resistencia se puede dar un retardo para obedecer a la orientación que exige la fuerza magnetizante, repercutiendo en energía desperdiciada, siendo la histéresis un efecto que causa pérdidas. [5]

4.1 Curva de histéresis

Para obtener la curva de histéresis se parte de un material magnéticamente descargado. La curva

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