PRACTICA N°1 CIRCUITOS MAGNÉTICOS

PRACTICA N°1

CIRCUITOS MAGNÉTICOS

INTRODUCCION

Los circuitos magnéticos son un modelo aproximado que representa el funcionamiento magnético de máquinas eléctricas. La importancia de estos circuitos está en la simplificación de los cálculos para el diseño, ya que de otra forma resultarían muy complejos. Una gran parte de los circuitos magnéticos están formados por arrollamientos devanados sobre núcleos de materiales en su mayoría ferro magnéticos, ya que ellos tienen una alta permeabilidad magnética con la cual no se necesitan grandes corrientes para producir el flujo de operación del dispositivo. Los materiales ferromagnéticos son no lineales, es decir, su permeabilidad magnética es variable, por lo que la magnetización sigue una curva complicada, la cual está regida por el fenómeno de histéresis. Con el modelo del circuito magnético se obtiene la ecuación de la recta de carga del dispositivo, la cual se grafica superpuesta en la curva de magnetización del material del mismo y la intersección de estas dos gráficas proporciona los parámetros de operación del dispositivo.

OBJETIVOS

• Realizar experimentalmente el análisis del comportamiento de los circuitos magnéticos.

• Estudiar la influencia del entrehierro en un circuito magnético.

• Identificar la importancia de los circuitos magnéticos en el desempeño de las maquinas eléctricas.

• Determinar la permeabilidad magnética de un material ferromagnético a partir de valores experimentales de inductancia.

• Construir un pequeño transformador y determinar la influencia de la reluctancia en la relación de transformación.

PROCEDIMIENTO

1. Construir una bobina de 100 vueltas (N=100) sobre un núcleo de ferrita, el núcleo puede ser en forma de U ó E.

Figura 1.

Tipos de núcleos

2. Emplear como entrehierro tiras de papel de espesor conocido. Medir la inductancia (L) de la bobina, agregando tiras de papel en cada caso 1.

Figura 2.

Núcleo con entrehierro

Numero de tiras X L

1 0,065mm 6,6mH

2 0,130mm

5,4mH

3 0,195mm 4,3mH

4 0,260mm 3,7mH

5 0,325mm 3,3mH

6 0,390mm 3,0mH

7 0,455mm 2,8mH

8 0,520mm 2,7mH

9 0,585mm 2,5mH

10 0,650mm 2,4mH

Tabla 1. Inductancia de la bobina

3. Graficar la inductancia en función de X.

4. Calcular la reluctancia equivalente (R) del núcleo a partir de la expresión 2:

(1)

Número de tiras X R

1 0,065mm 153846

2 0,130mm

76923

3 0,19

5mm 51282

4 0,260mm 38462

5 0,325mm 30769

6 0,390mm 25641

7 0,455mm 21978

8 0,520mm 19231

9 0,585mm 17094

10 0,650mm 15385

Tabla 2. Reluctancia del núcleo.

5. Graficar la reluctancia en función de X.

6. Realizar el análisis circuito magnético equivalente, determinar la permeabilidad magnética del material del núcleo teniendo en cuenta la reluctancia equivalente, las dimensiones del núcleo y la permeabilidad magnética relativa del papel ( μr ≈ 1 material diamagnético 3).

µ=lC/RA

µr= µ/µc

Entonces:

μ0=µ/µr

Número de tiras R μ μ0

1 153846 0,01072449 0,01072449

2 76923 0,02144898 0,02144898

3 51282 0,03217347 0,03217347

4 38462 0,04289741 0,04289741

5 30769 0,0536228 0,0536228

6 25641 0,06434694 0,06434694

7 21978 0,07507144 0,07507144

8 19231 0,08579481 0,08579481

9 17094 0,09652042 0,09652042

10 15385 0,10724212 0,10724212

Tabla 3. Permeabilidad magnética y permeabilidad magnética relativa del núcleo

7.

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