CIRCUITOS MAGNÉTICOS

La conversión de energía electromecánica es el proceso de convertir energía de su forma eléctrica a su forma mecánica o viceversa.

En éste sistema surgen dos relaciones trascendentes entre el flujo y la corriente.

Primera relación trascendente en este sistema entre el flujo y la corriente.
En un circuito magnético donde una de las partes del mismo pueda moverse (en nuestro caso en la dimensión x tendremos una relación de la forma: φ = φ(x,i).

Segunda y última relación trascendente que vincula la variación en la energía magnética con la variación dimensión del movimiento para darnos la Fuerza (variable mecánica) del sistema.

Se denomina circuito magnético a un dispositivo en el cual las líneas de fuerza del campo magnético se hallan canalizadas trazando un camino cerrado. Para su fabricación se utilizan materiales ferromagnéticos, pues éstos tienen una permeabilidad magnética mucho más alta que el aire o el espacio vacío y por tanto el campo magnético tiende a confinarse dentro del material, llamado núcleo. El llamado acero eléctrico es un material cuya permeabilidad magnética es excepcionalmente alta y por tanto apropiado para la fabricación de núcleos.

Un circuito magnético sencillo es un anillo o toro hecho de material ferromagnético envuelto por un arrollamiento por el cual circula una corriente eléctrica.

Existen cuatro principios básicos que describen como se utilizan los campos magnéticos en estos aparatos.

LEY DE AMPERE

Es ley básica que gobierna la producción de un campo magnético por medio de una corriente eléctrica, en un conductor ó una bobina.
Al circular corriente por un conductor se produce un campo magnético alrededor de él. “LEY DE AMPERE” HL=NI donde:
Utilizando el sistema internacional de medidas, las unidades de los factores son
I se mide en amperios, H se expresa en Amper vueltas por metro.
N número de vueltas de la bobina. L longitud de la Trayectoria en metros.

LEY DE FARADAY

En 1831, Michael Faraday descubrió que se produce un voltaje debido al movimiento relativo entre un campo magnético y un conductor.
A esto lo denominó Faraday voltaje “inducido”, porque sólo se presentaba cuando había movimiento relativo entre el conductor y el campo magnético sin contacto físico real entre ellos.

LEY DE FARADAY (para conductor en movimiento)

Un conductor eléctrico que se mueve en presencia de un campo magnético tendrá un voltaje inducido en él(ésta es la base del funcionamiento del generador.

Subtema

LEY DE BIOT SAVART

Ley básica que nos dice que "Un conductor que porte corriente en presencia de un campo magnético experimenta una fuerza inducida sobre el" (ésta es la base del funcionamiento del motor).

Todos sabemos que un imán puede atraer o repeler algunos objetos tales como los metales, pero ¿Por qué se produce dicho fenómeno?
Recordemos que un campo magnético es producido por cargas en movimiento o una corriente eléctrica que actúa cercano a un material magnetizable como una bobina.
A nivel atómico el giro del electrón en su eje produce un campo magnético (momento magnético del spin) que es el campo magnético más fuerte a nivel molecular aportando del 93% al 96% del campo magnético resultante (la suma de todos estos campos atómicos resultarán ser el campo magnético total del material).

El magnetismo es un fenómeno físico por el que algunos materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales.No todos los materiales son atraídos por un imán, el cual produce un campo magnético. En base a su comportamiento o reacción frente a un campo magnético externo B, loe materiales se clasifican en tres tipos

MATERIALES DIAMAGNÉTICOS: Son aquellos que entre sus átomos existe una estructura magnética simétrica y no poseen momentos magnéticos permanentes (los momentos magnéticos producidos por un átomo anulan los momentos magnéticos producidos por otro átomo en el mismo material).Algunos materiales Diamagnéticos son: Grafito, Cobre, Plata, Oro, Plomo, Bismuto, Estaño, Antimonio etc.

MATERIALES PARAMAGNÉTICOS.
Ésta propiedad existe en átomos que poseen una estructura electrónica no equilibrada (valencia o capas internas incompletas) y por lo tanto poseen un momento magnético propio, aunque débil.

MATERIALES FERROMAGNÉTICOS:

Estos elementos poseen capas «d» incompletas y además tienen alineados su Spin con los átomos adyacentes, sin un campo magnético externo B aplicado; esto ocurre en un volumen de cierta magnitud que se llama »Dominio».

CICLO DE HISTERESIS

Cuando a un material ferromagnético se le aplica un campo magnético creciente Bap su imantación crece desde O hasta la saturación Ms, ya que todos los dominios magnéticos están alineados. Así se obtiene la curva de primera imantación. Posteriormente si Bap se hace decrecer gradualmente hasta anularlo, la imantación no decrece del mismo modo, ya que la reorientación de los dominios no es completamente reversible, quedando una imantación remanente MR: el material se ha convertido en un imán permanente. Si invertimos Bap, conseguiremos anular la imantación con un campo magnético coercitivo Bc. El resto del ciclo se consigue aumentando de nuevo el campo magnético aplicado. Este efecto de no reversibilidad se denomina ciclo de histéresis.

CURVA DE SATURACION O CURVA DE MAGNETIZACION

Cuando se grafica el flujo producido en el núcleo contra la fuerza magnetomotriz se denomina curva de saturación o curva de magnetización.

PERDIDAS POR CORRIENTES PARASITAS