Informe final: Caracteristicas de Campo Magnetico

7/26/2019 Informe final: Caracteristicas de Campo Magnetico

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EXPERIMENTO N01: CARACTERISTICAS DE LOS

CIRCUITOS MAGNETICOS

I.-OBJETIVOS:

Determinar a partir de pruebas experimentales en un reactor con ncleo de hierro, las

caractersticas de magnetizacin de determinado material ferromagntico.

Observacin del lazo de histresis dinmico de la forma de onda de la corriente de

excitacin. !simismo se presenta un mtodo para efectuar la separacin de prdidas en elncleo.

II.-FUNDAMENTO TERICO:

"ara el desarrollo de esta experiencia es necesario conocer algunos conceptos bsicos #uenos permitirn comprender el comportamiento bsico de nuestro reactor con ncleo dehierro #ue es una m#uina elctrica.

Magnetismo:

$l magnetismo %del latn magnes, &'tis, imn( es un fenmeno fsico por el #ue losmateriales e)ercen fuerzas de atraccin o repulsin sobre otros materiales. $n la

naturaleza existe un mineral l amado magnetita o piedra imn #ue tiene la propiedad deatraer el hierro, el cobalto, el n#uel ciertas aleaciones de estos metales, #ue sonmateriales magnticos.

Fig!a 1

Densi"a" "e #$%o magn&ti'o:

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*a densidad de flu)o magntico, visualmente notada como (, es el flu)o magntico porunidad de rea de una seccin normal a la direccin del flu)o, es igual a la intensidad delcampo magntico. *a unidad de la densidad en el +istema nternacional de -nidades es elesla.

/atemticamente se describe de la siguiente manera0

Dnde0

!m0 1rea magntica de seccin transversal, tambin denotada con +.

0 2lu)o magntico

Densi"a" "e #$%o

$n las ma#uinas elctricas, tenemos la relacin de la densidad de flu)o con el volta)eaplicado para generar dicha densidad. $sta es0

!m0 1rea magntica de seccin transversal, tambin denotada con +.

3max0 Densidad de flu)o mximo #ue atraviesa por la seccin transversal de la m#uina.

40 4mero de espiras de la m#uina elctrica.

50 5olta)e aplicado a la m#uina.

f0 2recuencia de traba)o del reactor con ncleo de hierro

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M)*ina e$&'t!i'a est)ti'a a sa!+ Rea'to! 'on n,'$eo "e -ie!!o

Intensi"a" "e 'am.o magn&ti'o:

$n las m#uinas elctricas, tenemos la siguiente relacin matemtica0

Dnde0

0 *ongitud media del reactor con ncleo de hierro.

0 6orriente #ue circula por la bobina

Pe!mea/i$i"a" magn&ti'a

$n fsica se denomina permeabilidad magntica a la capacidad de una sustancia o mediopara atraer hacer pasar a travs de s los campos magnticos, la cual est dada por larelacin entre la induccin magntica existente la intensidad de campo magntico #ueaparece en el interior de dicho material.

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*a magnitud as definida, el grado de magnetizacin de un material en respuesta a uncampo magntico, se denomina permeabilidad absoluta se suele representar por elsmbolo 7

/atemticamente se escribe0

III.-MATERIAL DE TRABAJO

8 9eactor de ncleo de hierro.

8 autotransformador variable con capacidad de :!. 8 resistencia de ;.

8 restato de ?.@>,?!

8 !mpermetro de% !6(A!

8 5oltmetro monofsico%!6( de AA< v

8 5atmetro /onofsico !.6 de 8A< B

8 Osciloscopio con acceso vertical horizontal

8 /ultmetro digital

8 6ondensador de A< C2.

8 *lave cuchilla monofsica de :< !

IV.-PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

O/ten'in "e $a '!a /2-

+e conecta como se muestra en la figura 88. +e mide el valor de corriente, volta)e

potencia consumida por el reactor con ncleo de hierro.

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Fig!a 11+ O/ten'in "e $a '!a (23

NOTA:

!ntes de energizar el circuito el auto transformador deber estar en posicin desalida de cero voltios despus de comprobar la correccin de las conexiones, cerrar

el interruptor +8 alimentando el auto transformador elevar la tensin aplicad hastaun @


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O/ten'in "e$ La4o "e 3ist&!esis

DATOS RECOPILADOS

1+ Datos .a!a $a '!a /2-

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5. 657 I. 6A7 8 697

1 [email protected]


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CALCULOS Y RESULTADOS

O/ten'ion "e '!as:

Curva b-h:

"ara obtener la curva 3&E, necesitamos parmetros de la m#uina. !l no contar con estosdatos, usaremos las relaciones obtenidas de las ecuaciones %A( %:(.

Donde 68 H 6A son parmetros de los transformadores.

$ntonces la relacin 3&E es una relacin indirecta de 5& .

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O/ten'in $a '!a (23

Curva w-b:

3asados en la aproximacin de la ecuacin %@(, tenemos una relacin indirecta de B&3gracias a B&5.

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O/ten'in $a '!a 82(

C!a 92-:

3asados en la aproximacin de la ecuacin %;(, tenemos una relacin indirecta de B&Egracias a B&.

O/ten'in $a '!a 823

O/ten'ion "e '!a "e imana'in:

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Obtenemos el punto mximo, en la referencias de coordenadas del mismo, grfico en el e)eFI el e)e FxI %5& #ue indirectamente 3&E( en cada figura obtenida los puntosmximos los llevaremos a $xcel graficaremos los puntos para obtener la curva deimanacin %3&E(.

E%e B 637 E%e 6(7

1 8.8 8 8.: 8.8; A.@ ?< @.8 @.@= ;.J @.J> K @.L? J.J ;

Pntos m)Bimos istos en e$ os'i$os'o.io .a!a $a4o "e -ist&!esis

O/ten'in $a '!a (23

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V.-CUESTIONARIO FINAL

1.-Trazar la curvas V vs I, W vs V. Exli!ue sus te"de"cias.

De la grafica 4N8 se puede observar #ue a medida #ue va aumentando la corriente, la variacin de volta)e

%5( se da en menor proporcin #ue la variacin de corriente %(, acentundose me)or lo dicho a medida #uela corriente se va haciendo cada vez ms grande en consecuencia el volta)e tiende a mantenerse constante.

V vs I

$n forma anloga podemos argumentar para la grafica 4NA teniendo como base #ue el aumento enel consumo de corriente provoca un incremento en el consumo de potencia volta)e

respectivamente observndose esto hasta un valor determinado de la potencia en el cual el volta)ese mantiene prcticamente invariante

W vs V

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2.-Elaborar u" circuito e!uivale"te del reactor ara u"a te"si#" de 11$ voltios.

"ara una tensin de 88


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%.-&i'a usted or!ue se de"o(i"a a lo realizado e" la re'u"ta a"terior )circuito

e!uivale"te*.

-n reactor puede ser representado mediante un circuito elctrico e#uivalente la cual debe ser representarexactamente todas las consideraciones previstas en el funcionamiento del reactor, tales como.

8er parmetros elctricos de excitacin 5 e e eficaces

Ado la resistencia interna de la bobina 9

:ra las dos componentes de la corriente de excitacin0

la componente de perdidas r la componente de magnetizacin m tal #ue cumplan 0 eP r Tm

?ta las oposiciones a r e m, #ue son0

la oposicin a r, o sea la resistencia de prdidas en el hierro. r o su conductancia e#uiv0 g Pr

8

la oposicin a m, o sea, la reactancia magnetizante Gm o su suceptancia e#uivalente0 b PXm

8

+.- Exlicar el u"cio"a(ie"to del circuito ara la observaci#" de azo de ist/resis

Pa!a o/tene! e$ $a4o "e -ist&!esis en e$ os'i$os'o.io 'on#ig!amos 'one'tamos "e $a sigiente mane!a:

& 6omprobamos #ue ninguno de los dos canales est en posicin !6 UD.

& /ostrar las seVales de los dos canales

& !)ustar la base de tiempos a fin de obtener una traza completa del ciclo.

& 6onectamos las salidas verticales %e)e H( de cada canal al los extremos del condensador.

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& *uego, anlogamente conectamos las salidas horizontales de cada canal a los extremos delrestato.

& Debemos tomar como punto comn %digamos tierra(, el nodo #ue est entre el

condensador el restato.& Ha #ue la cada de potencial en el condensador esta relacionado con el flu)o magntico,entonces tambin esta relacionado con la densidad de flu)o magntico

& $ntonces la representacin en abscisas de la cada de potencial en la resistencia delprimario es proporcional a la intensidad de campo magntico aplicado la representacinen ordenadas del volta)e de salida del condensador es proporcional a la densidad de flu)omagntico, los cual nos da el ciclo de histresis del material.

$s importante ver #ue una de las seVales, la #ue corresponde a 3, tiene un comportamientosinusoidal, mientras #ue la otra %la #ue corresponde a E( no, lo #ue hace #ue en sucomposicin no obtengamos una tWpica curva de *issa)ous. !s #ue simplemente conconocer unos pocos datos fciles de determinar, podemos conocer el campo magntico #uese ha inducido con el circuito primario.

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0.- &escriba or!ue vara el lazo al variar la te"si#", sucedera lo (is(o al variar la

recue"cia3 Exli!ue.

$l lazo de histresis vara cuando modificamos la el volta)e a #ue al variar ste tambinvara el flu)o magntico, entonces necesariamente debe variar el campo magntico laintensidad de campo magntico.

+i variamos la frecuencia no debera variar a #ue el volta)e en el condensador laresistencia no dependen de ella a #ue el volta)e mximo de la onda senoidal no vara alvariar la frecuencia.

VI.-CONCLUSIONES

! medida #ue aumentamos la corriente , el volta)e tiende a ser constante esto seda en un punto denominado saturacin

!l incrementar el volta)e de entrada las perdidas por histresis aumentan

+e puede concluir #ue la curva de imanacin se puede obtener tomando lospuntos /ximos de varios lazos de histresis. $sto se demuestra al comparar laforma de la curva obtenida en la figura A< la figura A:, #ue son parecidas.

4o se puede obtener valores reales de la densidad de flu)o %3( la intensidad decampo %E(, pero mediante ecuaciones podemos aproximar algunas grficas enforma relativa.

$n algunos casos el valor de volta)e medido es mucho ms alto #ue el #ueentrega la fuente.

6omo se puede apreciar la curva del hierro hasta cierto momento asciende luego su valor permanece casi constante, lo cual nos indica #ue una vez llegadala saturacin del material no se puede seguir magnetizando indefinidamente.

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VII.-OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES

&4o se cuenta con los parmetros del reactor con ncleo de hierro. "or lo #ue no se puede calcular

los valores reales de 3 %densidad de flu)o( E %intensidad de campo(.& +era bueno contar con un frecuencmetro para medir el desfasa)e en cada toma de datos

VIII.-BIBLIOGRAFA

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http0[[es.QiSipedia.org[QiSi["ermeabilidad\magn6:!Ltica

http0[[QQQ.ifent.org[lecciones[cap

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