Electromagnetismo Trabajo

INTRODUCCION

Según teoría encontrada durante  investigación;  es importante conocer  el concepto y fundamento de un inductor, bobina o reactor; el cual es un componente pasivo de un circuito eléctrico que debido al fenómeno de la autoinducción, almacena Energía en forma de campo eléctrico. Teniendo  en cuenta lo anterior y como  trabajo colaborativo 3, el tutor ha diseñado un ejercicio el cual debe ser desarrollado y realizado por todos los integrantes en el que  se estará aplicando el fundamento general de  un inductor,  como funciona, que formulas podemos utilizar y/o  aplican para el desarrollo  de este;  según sea el caso en serie o en paralelo. En el que se determinará por medio del ejercicio,  cuál de estos es el que mejor almacena energía en forma de campo eléctrico en el que todos los participantes darán su punto de vista, según Las unidades  estudiadadas. Además se selecciona un tema relacionado con electrostática y como  está directamente relacionada en investigaciones y proyectos de investigación realizados en la actualidad para el avance y  desarrollo de la ciencia.

1. Asociación de inductores eléctricos.

Se tienen 3 resistencias eléctricas una de 2mH, otra de 3mH y la última de 6mH. Encuentre el valor de la inductancia equivalente, si:

1. Las 3 bobinas están en serie

El cálculo del inductor o bobina equivalente  de inductores en serie es similar al método de cálculo del equivalente de resistencias en serie, sólo es necesario sumarlas.

En el diagrama que sigue, hay 3 inductores o bobinas en serie. La fórmula a utilizar es: (sumatoria de los valores de los inductores)

[pic 1]

LT= Inductancia total

[pic 2]

1. Las 3 bobinas están en paralelo

El cálculo del inductor equivalente de varias bobinas en paralelo es similar al cálculo que se hace cuando se trabaja con capacitores. El caso que se presenta es para 3 inductores y se calcula con la siguiente fórmula:

[pic 3]

pero la fórmula se puede generalizar para cualquier número de inductores, con la siguiente fórmula: 1/LT = 1/L1 + 1/L2 + 1/L3 +……….+ 1/LN

También este se puede representar la inductancia en paralelo y se realiza cuando las bobinas tienen un contacto un nodo común para cada uno de sus terminales.

[pic 4][pic 5][pic 6][pic 7]

El valor de la inductancia cuando las bobinas están en paralelo, se desarrolla de la siguiente forma:

L= inductancia, p= paralelo

[pic 8]

1. Responda: ¿cuál de las dos configuraciones almacena más energía en forma de campo magnético y porque?

La configuración que almacena más energía en forma de campo magnético es la de circuito en serie, con un valor de 11mH, en relación a la energía almacenada por el circuito en paralelo es de 1 mH, esto se debe a que la corriente en el circuito en serie es constante y en el paralelo presenta interrupciones. Por otra parte en un el circuito en serie va a pasar la misma corriente por todas las resistencias por consiguiente habrá más campo magnético, mientras que en paralelo se divide la corriente generando menos campo en las bobinas.

1. Proyectos o Investigaciones actuales en el campo de la Electrostática

DESEMPEÑO DE SENSORES DE CAMPO ELECTROSTÁTICO EN SISTEMAS DE ALERTA DE TORMENTAS

Presenta un estudio operacional y científico de sensores de campo electrostático mediante el análisis de tormentas eléctricas en tres lugares: Colombia (2010), usando una estación de medida en Bogotá; Florida - EE.UU (2009), usando 31 sensores en el Kennedy Space Center - KSC y Navarra - España (2010), con 11 molinos de campo en parques eólicos. En total se analizaron cerca de 67000 medidas de variaciones de campo eléctrico producidas por rayos. En cada sitio se usó adicionalmente información de redes de detección de rayos disponibles, incluyendo sistemas de detección total y de VHF. Mediante el uso de un volumen elevado de información en tres lugares, a latitudes y condiciones geográficas distintas, se generó conocimiento acerca de aspectos de grado científico como son la caracterización de modelos carga y estructura eléctrica de la nube de tormenta y de grado operacional como la calibración, efectos de la topografía y desempeño de criterios de predicción de rayos

La motivación para realizar esta  investigación  surge, por un lado, de la curiosidad del autor por la electricidad atmosférica y su liderazgo en relación con el desarrollo tecnológico de instrumentos como los molinos de campo y, por otro lado, por el gran impacto que Tiene dicho desarrollo tecnológico, principalmente para salvar vidas mediante metodologías de predicción de rayos y medidas de prevención.

Colombia es un país tropical en el que la actividad de rayos trae consigo consecuencias muy graves tanto en muerte de personas como en pérdidas económicas. Además de la alta incidencia del fenómeno, hay dos factores más que contribuyen a empeorar el problema: la poca disponibilidad de medios tecnológicos para monitorear el fenómeno y la falta de educación publica en relación con los riesgos.

Un sin número de investigaciones acerca del fenómeno del rayo se han realizado en Colombia Por más de 20 años, en donde la principal hipótesis ha sido la “variación espacio-temporal de los parámetros del rayo” y principalmente el comportamiento del fenómeno en zona tropical.

El análisis durante varios años alrededor de varios de los parámetros del rayo, ha permito comprobar que la zona tropical presenta un comportamiento particular, en donde parámetros Como la densidad de descargas a tierra o la amplitud de la corriente de retorno, tienden a Presentar valores mayores comparados con otras latitudes.

Dentro de la misma hipótesis, la presente tesis aborda el desempeño de los sensores de campo electrostático como sistemas de predicción de rayos. La medida de campo electrostático Es una de las más complicadas, dado el alto número de factores que intervienen como son: laTopografía, el sitio de instalación o las condiciones climáticas, entre muchos otros. En lugares como Colombia, dichos factores cobran aun mayor importancia.

La presente tesis es resultado de un trabajo continuo realizado desde 2004, en el que se hace desarrollo tecnológico en sensores de campo electrostático y sistemas de predicción de rayos. En 1976, Gordillo y Ortiz desarrollaron el primer prototipo de molino de campo eléctrico En Colombia con el propósito de hacer estudios de electricidad atmosférica. El desarrollo de este instrumento no se retomó sino hasta 2004; en ese año y como parte de la tesis dePregrado del autor de esta tesis, se construyó una versión de molino de campo con muchas mejoras y se realizaron las primeras campañas de medida del campo electrostático asociado  a las tormentas eléctricas en el país.

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