ME2-2021-II - Clase 3 - Intro - Fundamentos de Electromagnetismo y las Máquinas AC

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Clase 3
Fundamentos de Electromagnetismo y las Máquinas AC
Máquinas Eléctricas II
Ricardo Bolaños
Departamento de Ingeniería Eléctrica
Facultad de Ingeniería
2021-II
24/11/2021
Fuerza de Campo Eléctrico
Fuerza de Lorenz Ley de Lorenz Generalizada
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Fundamentos de Electromagnetismo
Ley de Coulomb
https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Coulomb https://es.wikipedia.org/wiki/Campo_eléctrico
Fuerza Inducida en un Alambre: En un
alambre por el que fluye una intensidad de
corriente y longitud , en presencia de
una densidad de campo magnético
experimenta una fuerza inducida .
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Fundamentos de Electromagnetismo
Fuente: S.J. Chapman, Máquinas Elétricas, 5ta Edición.
Tensión Inducida en un Conductor que se
mueve en un Campo Magnético: Si un
alambre conductor orientado de manera
adecuada se desplaza a través de un campo
magnético, se induce una tensión en él.
magnitud
Ley de Faraday (Diferencial): La tensión
inducida por un campo magnético
variable en el tiempo es directamente
proporcional a la variación del cambio
del flujo respecto al tiempo.
Ley de Lenz
Una espira
N espiras
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Ley de Faraday (Integral): En un alambre
en movimiento a una velocidad en
presencia de una densidad de campo
magnético se induce un voltaje de
magnitud .
Fuente: S.J. Chapman, Máquinas Elétricas, 5ta Edición.
Fundamentos de Electromagnetismo
Fuente: S.J. Chapman, Máquinas Elétricas, 5ta Edición.
en materiales ferromagnéticos
llega a ser hasta 6.000 veces la
permeabilidad del aire.
Dominios magnéticos a) Orientados al Azar b) 
En presencia de un campo electromagnético
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Fundamentos de Electromagnetismo
Materiales Ferromagnéticos
Circuitos Magnéticos
Para un núcleo, la fuerza magnetomotriz es
directamente proporcional a la intensidad de campo magnético
, y el flujo que circula, es directamente
proporcional a la densidad de flujo magnético .
6Fuente: S.J. Chapman, Máquinas Elétricas, 5ta Edición.
Fundamentos de Electromagnetismo
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Ecuaciones de Maxwell
Fuente: https://www.calculisto.com/topics/ondas-electromagneticas-y-luz
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Fundamentos de Electromagnetismo
Fuente: https://www.meteorologiaenred.com/ecuaciones-de-maxwell.html
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Fundamentos de las Máquinas AC
Máquina elemental
Campo Magnético Giratorio
Video: https://www.youtube.com/watch?v=1salcw0BUo0
Espira giratoria 
https://limid2020.wordpress.com/category/buscar-por-asignatura/electricidad/motores-electricos/
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Fundamentos de las Máquinas AC
 Parte estacionaria.
 Núcleo cilíndrico, laminado y ranurado.
 Las laminas usadas en el estator, tienen un
espesor del orden de 0,5mm y su calidad
depende en cierta medida de la potencia.
 Para motores de potencia media y alta, se
usan laminaciones de acero al silicio con un
contenido en la aleación del 3% de silicio.
 Rotor de Polos salientes: 
Devanados concentrados 
conectados con anillos 
deslizantes o escobillas.
Aplicaciones: Centrales Hidráulicas.
 Rotor Liso: Devanados Distribuidos
Aplicaciones: Térmicas y Nucleares.
El rotor también tiene devanados
amortiguadores adicionales (damper
or amortisseur) para atenuar las
oscilaciones mecánicas del rotor.
Estátor (Armature Winding) Rotor (DC Excitation Winding)
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Fundamentos de las Máquinas AC
Generador
Motor
Convierte la energía mecánica giratoria de un eje,
en energía eléctrica.
Se alimenta de una fuente de energía eléctrica y la
convierte en energía mecánica giratoria de un eje.
Video: https://www.youtube.com/watch?v=EiqD0UAVNgA
Video: https://www.youtube.com/watch?v=OlTDyL6ZPOY
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Fundamentos de las Máquinas AC
Rojo: ¿Norte Magnético? 
Verde: ¿Sur Magnético?
https://limid2020.wordpress.com/category/buscar-por-
asignatura/electricidad/motores-electricos/
Forma de Onda
https://tenor.com/es/ver/tesla-campo-magnetico-
rotativo-campo-magnetico-trifasico-gif-16531591
http://immortalium.blogspot.com/2016/08/motor-electrico-
asincronico-casero.html
Dos polos
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Fundamentos de las Máquinas AC
Velocidad Angular rotor de dos polos 
En una máquina de dos polos, los grados eléctricos
y los grados mecánicos coinciden. Se relaciona los
grados eléctricos y mecánicos en una máquina de
“2 polos” así:
Cada vez que una bobina recorre un par de polos
se genera un ciclo de la onda de tensión, es decir,
o de la onda de tensión.
Fuente: A. Garcés, Análisis de Estabilidad en Sistemas Eléctricos de Potencia
𝑹 𝑹
𝑺 𝑺
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Fundamentos de las Máquinas AC
Fuente: A. Garcés, Análisis de Estabilidad en Sistemas Eléctricos de Potencia
Diagrama esquemático de un generador de 4 polos salientes
 
 
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