circuitos electromagneticos

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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VICTORIA
Práctica No. 1
"Circuitos electromagneticos"
Que Presenta:
Jonathan Avila Alba
Jacaranda Garcia Garcia
Samuel Isai Guevara Martinez
Ramiro Josué Najera Arias
Mecatrónica
Asignatura:
Máquinas Eléctricas
Facilitador:
Dr. Rodolfo A. Echavarria Solis
Ciudad Victoria, Tamaulipas, Septiembre de 2014
Reporte
Práctica No. 1
Índice
1. INTRODUCCIÓN 1
2. DESARROLLO 2
2.1. Actividad 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
2.2. Actividad 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.3. Actividad 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.4. Actividad 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3. RESULTADOS EXPERIMENTALES 5
3.1. Actividad 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.2. Actividad 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.3. Actividad 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.4. Actividad 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
4. CONCLUSIONES 7
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Práctica No. 1
1. INTRODUCCIÓN
El electromagnetismo estudia la interacción entre cargas eléctricas, a través
del concepto de campo electromagnético. La importancia de la teoría electro-
magnética hoy en día es incuestionable, dada la gran cantidad de aplicaciones
en nuestro mundo cotidiano.
Un Campo Electromagnético es una combinación de ondas que se propagan
a través del espacio transportando diminutos paquetes de energía (fotones) de
un lugar a otro.
Por tanto, se trata de ondas con un campo eléctrico y un campo magnético
que provocan determinados efectos eléctricos y magnéticos de atracción y repul-
sión en un espacio. Estos paquetes de energía son emitidos por fuentes naturales
y artificiales.
Los campos eléctricos (Fig. 1)se producen por cargas eléctricas que crean un
voltaje o tensión, de manera que su magnitud crece cuando el voltaje aumenta.
Podemos estar hablando de una simple lámpara apagada conectada a la corrien-
te. Las unidades del campo eléctrico son voltios por metro.
Los campos magnéticos (Fig. 1) son el resultado del flujo de corriente a través
de los conductores o los dispositivos eléctricos y es directamente proporcional a
esa corriente; a más corriente más campo magnético. Las unidades del campo
magnético son Gauss (G) o Tesla (T ).
Figura 1: Campos eléctrico y magnético.
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Práctica No. 1
2. DESARROLLO
En la primera práctica se tuvo como objetivo realizar 4 actividades sencillas,
pero muy ilustrativas con respecto al tema del electromagnetismo. Los materia-
les y equipos que fueron requeridos para trabajaron fueron:
Material:
2 devanados
Limadura de fierro
Equipo:
1 osciloscopio
1 multímetro
1 autotransformador variable
2.1. Actividad 1
En la primera actividad se usó uno de los dos devanados, se le desesmaltaron
las puntas para poder conectarlo al autotransformador variable de los módulos
de trabajo del taller de electrónica. Al no funcionar el autotransformador varia-
ble, se conectó a los autotransformadores fijosU(Fig. 2), solo que se fue variando
la conexión de 6v, a 12v y después a 24v.
Figura 2: Autotransformador del módulo de trabajo.
Sobre el devanado se colocó una hoja de papel con limadura de ferrita(Fig.
3), la intención era ver como reaccionaba este material ferromagnético ante el
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campo magnético generado por el devanado inducido con corriente alterna.
Figura 3: Limadura de ferrita dispersa.
2.2. Actividad 2
La segunda actividad consistió en conectar uno de los 2 devanados al auto-
transformador, e inducirle un voltaje lo suficientemente fuerte para generar un
campo, pero sin llegar a quemar el transformador.
Figura 4: Devanados a corta distancia.
El segundo devanado se conectó a las puntas de osciloscopio. Se fue variando
la distancia entre ambos devanados (Fig. 4 y 5) y se observó la respuesta en la
pantalla del osciloscopio.
Figura 5: Devanados a larga distancia.
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2.3. Actividad 3
Como tercer actividad solo se cambió la posición de los devanados (Fig. 6),
en actividad 2 estaban cara a cara uno frente a otro, pero en esta se colocaron
de forma en que los núcleos coincidieran uno con otro.
Figura 6: Devanados.
El primer devanado sigue conectado al autotransformador, y el segundo al
osciloscopio.
2.4. Actividad 4
Como última actividad solo se introdujo una varilla de metal al núcleo de
ambos devanados(Fig. 7), la idea fue ver como reaccionaban los campos electro-
magnéticos cuando ya no funcionaban los devanados con núcleo de aire, sino que
ahora tuvieran un núcleo metálico por el cual se pudiera concentrar y conducir
el flujo electromagnético de las bobinas.
Figura 7: Devanados.
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3. RESULTADOS EXPERIMENTALES
3.1. Actividad 1
Al ser partículas muy pequeñas las que componen la limadura de ferrita, estas
tendieron a alinearse con las líneas de campo que forman un campo electromag-
nético, según se movía la hoja que sostenía la limadura, la ferrita buscaba como
mantener la forma de las líneas de campo. También con forme se alimentaba
con más voltaje las líneas se marcaban con mayor intensidad.
Figura 8: Limadura de ferrita.
3.2. Actividad 2
Se logró observar en el osciloscopio como el segundo devanado era inducido
con un mayor voltaje(Fig a)) cuando estaba más cerca del primer devanado,
conforme se iba alejando el voltaje iba disminuyendo(Fig b)). Esto es debido a
que se iba alejando del campo electromagnético y el segundo devanado ya no
era inducido con tanta fuerza.
(a) Mayor voltaje. (b) Menor voltaje.
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3.3. Actividad 3
El nuevo posicionamiento de los devanados(Fig 9) permitió que se sume el
flujo magnético de los dos, por lo tanto el osciloscopio dio la oportunidad de ver
que el voltaje es mayor a cuando están cara a cara.
Figura 9: Mayor voltaje por el nuevo posicionamiento de los devanados.
3.4. Actividad 4
Al tener núcleo de aire ambos devanados se pierde parte del flujo magnético,
pero si se introduce una varilla(Fig 10) de algún material ferromagnético, este
puede concentrar parte del flujo. Esto fue lo que paso en la cuarta actividad, al
introducir la varilla el voltaje mostrado en el segundo devanado fue el mayor de
todas las actividades.
Figura 10: Mayor voltaje al tener nucleo de hierro.
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Práctica No. 1
4. CONCLUSIONES
Esta práctica permitió de forma sencilla ver la aplicación en práctica de con-
ceptos como campo eléctrico, campo magnético, flujo electro magnético, campo
electromagnético.
También permitió entender la ley de Lenz, que nos dice que ” El sentido de la
corriente inducida sería tal que su flujo se opone a la causa que la produce” por
lo tanto al acomodar los devanados de cierta forma el flujo se puede ir sumando
para obtener mayor voltaje en el segundo devanado.
Se logró comprender como es que se comportan los flujos electromagnéticos,
y como poder concentrarlos con ciertos materiales, para así no tener tantas
perdidas.
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