Circuitos magnéticos

Vista previa del material en texto

UNIDAD 6: PROPIEDADES 
MAGNÉTICAS DE LA MATERIA
TEMA 6.5: CIRCUITOS MAGNÉTICOS
Electromagnetismo
Ing. Bioquímica – T2N 
Integrantes del equipo:
Beltrán Escobedo Isaac
Castro Flores Andrea
Lopez Quiñonez Marycruz
Quintero Luque Joana
Profesor: 
Jesús Alberto Camez Cota 10/06/2020
https://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjH2OmH7p7hAhVrja0KHX7BD6cQjRx6BAgBEAU&url=https://joeleriksson.com/carteles-eventos-2011-2012-vinculaci%C3%B3n-y-apoyo-a-la.html&psig=AOvVaw3dKwJtIKvFzrXB3XcFtIea&ust=1553657141027883
https://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwjH2OmH7p7hAhVrja0KHX7BD6cQjRx6BAgBEAU&url=https://joeleriksson.com/carteles-eventos-2011-2012-vinculaci%C3%B3n-y-apoyo-a-la.html&psig=AOvVaw3dKwJtIKvFzrXB3XcFtIea&ust=1553657141027883
https://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwidud2Z7p7hAhWOna0KHSAsDdcQjRx6BAgBEAU&url=http://www.mochisonline.com/2017/171217_itlm_arq.php&psig=AOvVaw1Feh4YZX3dhMt9so8DNwOQ&ust=1553657190363435
https://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=2ahUKEwidud2Z7p7hAhWOna0KHSAsDdcQjRx6BAgBEAU&url=http://www.mochisonline.com/2017/171217_itlm_arq.php&psig=AOvVaw1Feh4YZX3dhMt9so8DNwOQ&ust=1553657190363435
El magnetismo es el fenómeno por
medio del cual los materiales ejercen
fuerzas de atracción o de repulsión
sobre otros materiales.
Esta exposición es correspondiente al
tema de “Las Propiedades Magnéticas
de los Materiales” cuyas son producto
de los momentos magnéticos asociados
con los electrones individuales; que
entre ellas entra el termino de
“Circuitos Magnéticos”.
¿Qué es un circuito 
magnético?
Un circuito magnético es un
camino cerrado de material
ferromagnético sobre el que
actúa una fuerza
magnetomotriz.
Símbolo de transformador
• Excitación: Alimentación, fuente de corriente con la cual se genera el flujo del 
circuito. Esta fuente de suministro puede ser de muchos tipos dependiendo de la 
utilidad del dispositivo. 
• Bobinado: Rodea el núcleo, tiene forma de solenoide y somete al núcleo a un campo 
magnético constante en toda su sección, en una dirección que dependerá de la 
corriente. 
• Núcleo: Está diseñado para transportar el flujo creado por la corriente en el 
bobinado. Suele estar fabricado con materiales ferromagnéticos que tienen una 
permeabilidad mucho más alta que el aire o el espacio y por tanto, el campo 
magnético tiende a quedarse dentro del material.
• Entrehierro: Zona donde el núcleo o camino del flujo sufre un salto o discontinuidad 
que se traduce en una zona con baja permeabilidad. 
La permeabilidad es capacidad que
tienen los materiales, de afectar y ser
afectados por los campos magnéticos
Esquema circuito magnético simple
HOMOGÉNEOS 
HETEROGÉNEOS
Es aquel que en todo su recorrido es de la misma sustancia o 
material y tiene idéntica sección y longitud.
Es aquel circuito que no está compuesto por la misma sustancia, 
o puede tener distinta longitud o sección. De igual manera en 
estos habrá que distinguir varias inducciones, debido a que hay 
varias secciones. En este aparecen varias reluctancias porque 
existen varias longitudes, secciones y permeabilidades.
Entrehierros mínimos. 
Menor que 0,03mm se 
consideran 
acoplamientos 
magnéticos, es decir, 
como si fuera 
continuación del 
material 
ferromagnético.
Trabajar con 
inducciones 
magnéticas que no 
superen el inicio del 
codo de la curva de 
magnetización, es 
decir, no saturar el 
material.
Reducir el flujo de 
dispersión que puede 
producir la bobina o el 
entrehierro dando al circuito 
la forma más adecuada 
para su uso. Hasta en los 
mejores circuitos hay 
dispersores de flujos 
superiores al 10%.
En el diseño o cálculo de circuitos magnéticos se ha 
de tener en cuenta:
En los dispositivos de conversión de energía, es muy importante
el uso de materiales magnéticos, ya que mediante su empleo,
se pueden obtener valores elevados de densidad de flujo
magnético (B) con valores de fuerza magnetizante (N.I)
relativamente pequeños. Mediante el uso de estos materiales
se pueden dirigir los campos magnéticos en las trayectorias
deseadas.
Una gran parte de los circuitos magnéticos están formados por
arrollamientos devanados sobre núcleos de materiales en su
mayoría ferromagnéticos, ya que ellos tienen una alta
permeabilidad magnética con la cual no se necesitan grandes
corrientes para producir el flujo de operación del dispositivo.
Para los núcleos de los circuitos magnéticos se
utilizan materiales ferromagnéticos, cuyo valor
de permeabilidad magnética es alto. Los
materiales ferromagnéticos atraen el campo
magnético hacia su interior. Ejemplos de ellos
son el hierro y el níquel.
Hierro puro
El ferromagnetismo es un fenómeno
físico en el que se produce
ordenamiento magnético de todos
los momentos magnéticos de una
muestra, en la misma dirección y
sentido. Esta propiedad está
presente en los materiales
mencionados anteriormente.
El concepto de circuito magnético asume
que todo el flujo magnético está
confinado dentro del núcleo magnético.
La resistencia en los circuitos eléctricos se encarga
de oponerse al paso de la corriente. Por
analogía, la oposición del medio al paso del
flujo magnético se conoce como resistencia
magnética o reluctancia.
Representación circuito magnético 
En todo circuito
magnético es necesario
saber calcular
la inducción
magnética que
ocasiona una corriente
dada, en un
arrollamiento
determinado y sobre un
núcleo de forma,
material y dimensiones
conocidas; o al revés,
saber dimensionar un
núcleo y un
arrollamiento para
producir una inducción
magnética determinad
a.
La inducción magnética es el proceso mediante el cual 
campos magnéticos generan campos eléctricos. Al 
generarse un campo eléctrico en un material 
conductor, los portadores de carga se verán 
sometidos a una fuerza y se inducirá una corriente 
eléctrica en el conductor.
Representación 
de la inducción 
magnética en una 
bobina
Así como la f.e.m es la encargada de la circulación de la corriente
en un circuito eléctrico, de igual forma la f.e.m es la responsable de
la circulación del flujo magnético (φ ) en el dispositivo.
Las máquinas eléctricas necesitan de un
campo magnético para funcionar. Igual
que la corriente eléctrica necesita un
circuito de material conductor (cobre o
aluminio) por donde circular, el campo
magnético también necesita un circuito
de material ferromagnético por donde
circular.
Representación de la F.E.M
Si tomamos un circuito magnético, y
suponemos que el flujo magnético
originado por la bobina, se canaliza
totalmente por el núcleo, se cumple
lo siguiente:
Podemos observar que hay una cierta
analogía entre los circuitos magnéticos y los
circuitos eléctricos, las cuales se encuentran
resumidas en el siguiente cuadro:
Tomado en cuenta lo
anteriormente dicho en la Ley de
Hopkinson, sí tomamos de
referencia cualquier circuito
magnético podemos decir que en
algunos aspectos guarda gran
semejanza con el circuito
eléctrico. Las leyes que lo rigen,
también guardan bastante
analogía.
Como en el caso del circuito
eléctrico, se puede establecer una
ley parecida a la de OHM para
el Circuito Magnético.
Que dice:
Flujo()= Fuerza
Magnetomotriz(F)
Reclutancia
Donde:
Flujo en el circuito magnético.
Es igual a la suma total de las líneas de fuerza existentes en el campo 
magnético y se corresponde con la corriente de electrones en el Circuito 
Eléctrico. La unidad de flujo en el Circuito Magnético es el MAXWELL.
Fuerza magnetomotriz(F).
Esta se puede expresar en forma abreviada como f.m.m. y representa en el 
Circuito Magnético la misma función que la f.e.m. en el Circuito 
Eléctrico.Gracias a la f.m.m. se produce la corriente de flujo en el Circuito 
Magnético. La unidad de medida de la f.m.m. es el GILBERT.
Reluctancia(R)
Es la oposiciónque ofrece una sustancia a dejarse atravesar por el flujo 
magnético y se corresponde con el papel de la Resistencia en el Circuito 
Eléctrico. La unidad de Reluctancia, corresponde a la que presenta un 
centímetro cubico de aire.
Como equipo llegamos a la conclusión colectiva que un circuito magnético es
muy parecido al circuito eléctrico pero este usa un campo magnético, además
de que haciendo hincapié en la Ley de Hopkinson podemos darnos cuenta que
es una expresión muy parecida a la establecida en la Ley de Ohm para la
electricidad, que permite resolver circuitos magnéticos que contengan un
entrehierro.
-Cheng, D. K. (1997). Fundamentos de electromagnetismo para ingeniería. 
Pearson Educación
-Edminister, J. A. (1993). Teoría y Problemas de Electromagnetismo.
-Staff, E. E. (1965). Circuitos magnéticos y transformadores (Vol. 2). Reverte
-Mora, J. F. (2008). Máquinas eléctricas (Vol. 5). McGraw-Hill
-Pozueta, M. Á. R. (2014). Materiales Y Circuitos Magnéticos. Universidad de 
Cantabria, Departamento de Ingeniería Eléctrica y Energética