PRÁCTICAS TRANSFORMADORES

PRÁCTICAS TRANSFORMADORES

Contenido

PRÁCTICA 1. PRUEBA DE MATERIALES MAGNÉTICOS        3

INTRODUCCIÓN        3

OBJETIVO        5

MATERIALES        5

DESARROLLO        5

RESULTADOS        6

CONCLUSIÓN        6

PRÁCTICA 2. MARCA DE POLARIDAD Y SENTIDO DE LA CORRIENTE        7

INTRODUCCIÓN        7

OBJETIVO        8

MATERIALES        8

DESARROLLO        8

RESULTADOS        9

CONCLUSIÓN        9

PRÁCTICA 3. INDUCCIÓN MAGNÉTICA        10

INTRODUCCIÓN        10

OBJETIVO        11

MATERIALES        11

DESARROLLO        11

RESULTADOS        12

CONCLUSIÓN        12

PRÁCTICA 4. RELACIÓN DE TRANSFORMACIÓN        13

INTRODUCCIÓN        13

OBJETIVO        14

MATERIALES        14

DESARROLLO        14

RESULTADOS        14

CONCLUSIÓN        15

PRÁCTICA 5. DISTANCIA DE ARCO        15

INTRODUCCIÓN        15

OBJETIVO        17

MATERIALES        17

DESARROLLO        17

RESULTADOS        18

CONCLUSIÓN        18

PRÁCTICA 6. INTERCONEXIÓN DE TRANSFORMADORES        18

INTRODUCCIÓN        18

REFERENCIAS        22

PRÁCTICA 1. PRUEBA DE MATERIALES MAGNÉTICOS

INTRODUCCIÓN

Los materiales magnéticos son importantes para el área de la ingeniería eléctrica. En general hay dos tipos principales: materiales magnéticos blandos y magnéticos duros. Los blandos se utilizan en aplicaciones en las cuales el material debe imantarse y desimanarse fácilmente, como en núcleos de transformadores para la distribución de energía eléctrica y como materiales para estatores y rotores de motores y generadores. Por otra parte, los materiales magnéticos duros se utilizan para aplicaciones que requieran imanes que no se desimanen fácilmente, como en los imanes permanentes de los altavoces, receptores telefónicos, motores síncronos sin escobillas y motores de arranque para automóviles.

Dependiendo de peculiaridades de estructura electrónica de materiales se distinguen diferentes tipos de materiales magnéticos.

Materiales diamagnéticos

Un campo magnético externo actuando sobre los átomos de un material desequilibra ligeramente los electrones de los orbitales y crea pequeños dipolos magnéticos en los átomos que se oponen al campo aplicado. Esta acción produce un efecto magnético negativo conocido como di a magnetismo. El diamagnetismo produce una susceptibilidad magnética negativa muy débil, del orden de χM =10 -6. El diamagnetismo ocurre en todos los materiales, pero en muchos el efecto magnético negativo queda cancelado por efectos magnéticos positivos.

Materiales paramagnéticos

Los materiales que presentan una pequeña susceptibilidad magnética positiva por la presencia de un campo magnético se denominan paramagnéticos y al efecto magnético se denomina paramagnetismo. Se produce por alineación individual de los momentos dipolares magnéticos de los átomos o moléculas bajo la acción de un campo magnético aplicado. El paramagnetismo produce susceptibilidades magnéticas en los materiales en un rango de 10-6 hasta 10-2 y se produce en muchos materiales.

El efecto paramagnético en los materiales desaparece cuando se elimina el campo magnético aplicado. Puesto que la agitación térmica distribuye aleatoriamente la dirección de los dipolos magnéticos, un incremento en la temperatura disminuye el efecto paramagnético.

Los átomos de algunos elementos de transición y tierras raras poseen capas internas parcialmente llenos con electrones desapareados. Estos electrones internos desapareados en los átomos, como no se están oponiéndose a otros electrones ligados, causan fuertes efectos paramagnéticos y, en algunos casos, producen efectos ferromagnéticos y ferrimagnéticos muy fuertes, que serán discutidos seguidamente.

Materiales ferromagnéticos

El diamagnetismo y el paramagnetismo son inducidos por un campo magnético aplicado, y la imanación permanece sólo mientras se mantenga el campo. Un tercer tipo de magnetismo, denominado ferromagnetismo, es de gran importancia en ingeniería. Los materiales ferromagnéticos producen campos magnéticos que pueden mantenerse o eliminarse a voluntad.

Los elementos ferromagnéticos más importantes son el hierro (Fe), cobalto (Co) y níquel

(Ni). Las propiedades ferromagnéticas son debidas al modo en el que los espines de los electrones internos desapareados se alinean en la red cristalina. Las capas internas de átomos individuales se llenan con pares de electrones con espines opuestos, y de esta forma no queda ningún momento dipolar magnético debido a ellos. En los sólidos, los electrones externos de valencia se combinan unos con otros formando enlaces químicos de forma que no queda ningún momento magnético significativo debido a estos electrones. En el Fe, Co y Ni los electrones internos 3d son los responsables del ferromagnetismo que presentan estos elementos. El átomo de hierro posee cuatro electrones 3d desapareados, el átomo de cobalto tres y el átomo de níquel dos.

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