1 Clase 4 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta.

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1 1 Clase 4 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta

2 2 Capitulo 4 – Electrodinámica Corriente Alterna(C.A.) Campo Magnético - Inducción Magnética – Flujo e Inducción Magnética Fuerza electromotriz (fem). Ley de Lenz y Faraday -Generación de Corriente Alterna -Onda Sinodal -Valores de Tensión o f.e.m.: pico, instantáneo, eficaz. -Relaciones -Valores de la corriente eléctrica Alterna -Ejercicios

3 33 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Introducción Existen elementos, los imanes, que tienen la propiedad de atraer a ciertos metales (concretamente al hierro, al cobalto y al niquel). Sabemos, además, que cuando se acercan dos imanes pueden atraerse o repelerse según el extremo de los mismos que acerquemos, esos extremos se llaman polos (norte o sur según hacia donde se oriente el imán al moverse libremente) y todo imán tiene los dos. Estos fenómenos de atracción o repulsión se conocen con el nombre de magnetismo. Y la zona del espacio donde se manifiesta este fenómeno se llama campo magnético. Gráficamente se representa mediante un conjunto de líneas de fuerza cerradas que salen del polo norte y llegan al polo sur por el exterior del imán. A medida que nos alejamos del imán la densidad de líneas ira decreciendo. Campo Magnético

4 4 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Campo magnético creado por un conductor recorrido por una corriente eléctrica Cuando circula una intensidad por un conductor rectilíneo se produce un campo magnético a su alrededor. Las líneas de campo son circulares y se distribuyen en planos perpendiculares al conductor. El valor de la densidad de campo generada en un conductor recto es directamente proporcional a la intensidad que circula e inversamente proporcional a la distancia al conductor. El sentido en que giran las líneas de campo se determina por la ley de la mano derecha : si se agarra el conductor con la mano derecha y el pulgar en el sentido de la corriente, el resto de los dedos marca el sentido de las líneas de campo. También se puede aplicar la regla del sacacorchos, según la cual las líneas de campo girarían el mismo sentido que un sacacorchos que avance con la corriente.

5 5 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Inducción Magnética (B) Dado un conductor por el que circula una corriente I, se genera un campo magnético alrededor de él. A medida que nos alejamos del conductor la densidad de líneas de campo va decreciendo. A mayor número de líneas de fuerza por unidad de superficie, mayor es la inducción magnética o densidad de campo, que se define como la cantidad de líneas de fuerza por unidad de superficie perpendicular a las mismas. Matemáticamente la inducción magnética se representa como un vector B tangente a las líneas de fuerza de magnitud proporcional al número de líneas que atraviesan la unidad de superficie. Se mide en Tesla [T] o, más habitualmente en Gauss [G], siendo 1T=10 4 G. La inducción magnética en un punto del espacio es directamente proporcional a la intensidad que circula por el conductor y a la permeabilidad magnética del medio en el que se encuentre, e inversamente proporcional a la distancia d entre el punto y el conductor. B =  I 2. .d (14)  permeabilidad magnética (4    m/ A) d : distancia entre el punto considerado y el conductor I : intensidad de corriente que circula por el conductor

6 66 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Campo creado por una bobina por la que circula una corriente eléctrica Si unimos varias espiras formando una bobina, las líneas de campo producidas por cada una de las espiras sumarán sus efectos, concentrándose el campo en el eje de la bobina, donde es máximo. Para determinar el sentido de las líneas de fuerza del campo podemos aplicar de nuevo la regla de la mano derecha o la del sacacorchos, sólo que en este caso, el pulgar indica el sentido del campo cuando se coloca el resto de los dedos siguiendo el sentido de la corriente eléctrica al recorrer la bobina. En el caso del sacacorchos, la corriente marca el giro del sacacorchos y su avance el sentido del campo. En los extremos de la bobina se crean los dos polos, siendo el norte por donde salen las líneas de fuerza, o sea aquel al que apunte el pulgar, y el sur al que lleguen. (18) De la ecuación anterior se deduce que la inducción producida en una bobina depende de tres factores: 1.El número de amperio-vueltas (N·I). 2.El material existente en el interior de la bobina, concretamente de su permeabilidad magnética. En el aire y en el vacío vale: 3.La longitud de la bobina (L).

7 77 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta El flujo magnético  a través de una superficie es el número total de líneas de fuerza que atraviesan esa superficie. En términos matemáticos, se expresa como:  = B.S cos  siendo  el ángulo que forman las líneas de fuerza (el vector B ) con la perpendicular a la superficie. S es un vector perpendicular a la superficie considerada con modulo igual al valor de la superficie. Como se puede observar, el flujo depende del área S de la superficie atravesada y varía con la orientación de la superficie respecto al campo B, si son paralelos (  = 90º), el flujo es nulo y si son perpendiculares es máximo (  = 0º). Flujo Magnético (  ) (15) El flujo  representa la cantidad de campo magnético que atraviesa una superficie determinada y se mide en weber (Wb).

8 88 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Fuerza magnetomotriz e intensidad de campo magnético La fuerza magnetomotriz es la capacidad que presenta una bobina de generar líneas de fuerza. Es directamente proporcional a la intensidad que circula por la bobina y al número de vueltas que tenga. Se mide en Amperio-vuelta [A-v]. Cuanto mayor sea el campo eléctrico que se quiere generar, mayor será el número de espiras que debe tener la bobina que lo crea o mayor la intensidad que se debe hacer pasar por ella. La intensidad del campo o excitación magnética que provoca la bobina es directamente proporcional la fuerza magnetomotriz e inversamente proporcional a la longitud de la bobina. H = N. I /L (16) o también: H = B/  (17) Se mide en Amperios/metro [A/m]. Es igual a la densidad de campo dividida por la permeabilidad magnética del medio. I = N.I

9 99 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Fuerza ejercida sobre un conductor Un conductor recorrido por una corriente experimenta una fuerza al ser sometido a un campo magnético perpendicular al conductor.. Una carga eléctrica que se desplaza en el seno de un conductor, inmersa en un campo magnético con inducción magnética B, es afectada por una fuerza F con sentido perpendicular al plano formado por el conductor y las líneas de campo magnético. El valor de F se calcula mediante la formula: F = B. I. l. L:longitud [m] B: campo magnético [T] I: Intensidad [A] El sentido de la fuerza se determina mediante la regla de la mano izquierda : con la palma de la mano izquierda perpendicular a las líneas de campo y los dedos apuntando en el sentido de la corriente eléctrica, la fuerza de desplazamiento del conductor será la dada por el pulgar. En este fenómeno se basan los motores eléctricos; se hace circular una corriente eléctrica por un conductor atravesado por el campo magnético generado por una bobina fija llamada estator, la fuerza ejercida sobre el conductor provoca un movimiento de rotación sobre la parte móvil del motor llamada rotor. (19)

10 10 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Fuerza electromotriz sobre un conductor Al mover un conductor perpendicularmente a un campo magnético B con una velocidad v, se induce sobre el mismo una fem de valor: e = B. L. v e: Voltios L:longitud [m] B: campo magnético [T] v: velocidad de desplazamiento [m/s] El sentido de la fem inducida se determina mediante la regla de la mano derecha: con la palma de la mano derecha perpendicular a las líneas de campo y el pulgar apuntando en el sentido de la velocidad, la fem inducida en el conductor tendrá la dirección y sentido de los dedos. En este fenómeno se basan los generadores eléctricos; se hace girar una bobina dentro de un campo magnético, produciendo una fuerza electromotriz sobre el conductor que se aprovecha para alimentar a un circuito. v (20)

11 11 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Ley de Faraday Según la ley de Faraday, “la fem que se genera en una bobina sometida a un flujo variable es proporcional al número de espiras del arrollamiento y a la velocidad de variación del flujo que lo atraviesa” Es decir: Donde N es el número de espiras de la bobina y la derivada es la variación del flujo magnético en el tiempo, o sea, la velocidad a la que cambia el flujo. De esto se deduce que si el flujo es constante y la bobina permanece fija, no existirá fem inducida (pues la derivada sería cero), sin embargo tanto si el flujo es variable y la bobina permanece fija como si la bobina se mueve dentro de un flujo constante (en este caso la bobina “verá” un flujo variable), se producirá una fem en la bobina. Por eso un transformador no funciona en corriente continua pues produce un flujo constante y los conductores están fijos (de ahí la definición del transformador como máquina eléctrica estática). (21)

12 12 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Ley de Lenz Si desplazamos un espira dentro de un campo magnético de forma que el conductor corte perpendicularmente a las líneas de campo, se generara una fuerza electromotriz en la bobina, y en consecuencia un circulación de corriente I al cerrar el circuito de la bobina con un amperímetro o galvanómetro. La Ley de Lenz dice: La fuerza electromotriz ( fem) inducida tiende a oponerse a la causa que la produce. Obsérvese que para obtener el máximo valor de la fem inducida, el conductor o espira debe cortar a las líneas de campo en forma perpendicular. Cuando es desplazamiento no es perpendicular el valor de la fem inducida decrecerá en proporción al Angulo  según la funciòn: sen  E = Eo. sen  Cuando el desplazamiento sea paralelo a las líneas de fuerza,  Sen  es decir no habrá fem inducida. Por el contrario cuando  el sen  la  fem llegara a su máximo valor (22)

13 13 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Corrientes de Foucault La corriente de Foucault es un fenómeno eléctrico que se produce cuando un conductor atraviesa un campo magnético variable, o viceversa. El movimiento relativo causa una circulación de electrones o corriente inducida dentro del conductor. Estas corrientes circulares de Foucault crean electroimanes con campos magnéticos que se oponen al efecto del campo magnético aplicado (ver Ley de Lenz). Cuanto más fuerte sea el campo magnético aplicado, o mayor la conductividad del conductor, o mayor la velocidad relativa de movimiento, mayores serán las corrientes de Foucault y los campos opositores generados.eléctricocampo magnéticoelectroimanescampos magnéticoscampo magnéticoLey de Lenzcampo magnéticoconductividad En los núcleos de bobinas y transformadores se generan tensiones inducidas debido a las variaciones de flujo magnético a que se someten aquellos núcleos. Estas tensiones inducidas son causa de que se produzcan corrientes parásitas en el núcleo (llamadas corrientes de Foucault), que no son óptimas para la buena eficiencia eléctrica de éste.

14 14 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Las corrientes de Foucault crean pérdidas de energía a través del efecto Joule. Más concretamente, dichas corrientes transforman formas útiles de energía, como la cinética, en calor no deseado, por lo que generalmente es un efecto inútil, cuando no perjudicial. A su vez disminuyen la eficiencia de muchos dispositivos que usan campos magnéticos variables, como los transformadores de núcleo de hierro y los motores eléctricos. Estas pérdidas son minimizadas utilizando núcleos con materiales magnéticos que tengan baja conductividad eléctrica (como por ejemplo ferrita) o utilizando delgadas hojas de acero eléctrico, apiladas pero separadas entre sí mediante un barniz aislante u oxidadas tal que queden mutuamente aisladas electricamente. Los electrones no pueden atravesar la capa aisladora entre los laminados y, por lo tanto, no pueden circular en arcos abiertos. Se acumulan cargas en los extremos del laminado, en un proceso análogo al efecto Hall, produciendo campos eléctricos que se oponen a una mayor acumulación de cargas y a su vez eliminando las corrientes de Foucault. Mientras más corta sea la distancia entre laminados adyacentes (por ejemplo, mientras mayor sea el número de laminados por unidad de área, perpendicular al campo aplicado), mayor será la eliminación de las corrientes de Foucault y, por lo tanto, menor el calentamiento del núcleo.efecto Jouletransformadoresferritaacero eléctricobarnizefecto Hallcampos eléctricos Corrientes de Foucault

15 15 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Un inductor es un circuito que consiste en un conductor enrollado alrededor de un núcleo (ya sea de aire o de hierro). El fenómeno de autoinducción surge cuando el inductor y el inducido constituyen el mismo elemento.conductorhierroinducido Cuando por un circuito circula una corriente eléctrica, alrededor se crea un campo magnético. Si varía la corriente, dicho campo también varía y, según la ley de inducción electromagnética, de Faraday, en el circuito se produce una fuerza electromotriz o voltaje inducido, denominado fuerza electromotriz autoinducida.campo magnéticoley de inducción electromagnética, de Faraday Autoinducción Autoinducción es un fenómeno electromagnético que se presentan en determinados sistemas físicos como por ejemplo cicuitos eléctricos con una corriente eléctrica variable en el tiempo. En este tipo de sistemas la variación de la intensidad de la corriente produce un flujo magnético variable, lo cual a su vez genera una fuerza electromotriz (voltaje inducido) que afecta a su vez a la corriente eléctrica que se opone al flujo de la corriente inicial inductora, es decir, tiene sentido contrario. En resumen, la autoinducción es una influencia que ejerce un sistema físico sobre sí mismo a través de campos electromagnéticos variables.cicuitos eléctricoscorriente eléctricaflujo magnéticofuerza electromotrizvoltajeinductora

16 16 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Para comprender con mayor facilidad este fenómeno se debe analizar y tratar de entender la facilidad con que se crean las bobinas o inductores y cómo se puede observar el movimiento de partículas de electricidad.bobinaspartículas Según la ley de Lenz, si la autoinducción ocurre por disminución de la intensidad, el sentido de la corriente autoinducida es el mismo que el de la corriente inicial, o, si la causa es un aumento, el sentido es contrario al de esta corriente.ley de Lenz Se denomina autoinducción de un circuito a la generación de corrientes inducidas en el circuito, cuando en él se produce una variación del propio flujo. Ésta puede variar según la intensidad de corriente.intensidad de corriente Autoinducción

17 17 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Resumen Inducción magnética o densidad de campo es la cantidad de líneas de fuerza por unidad de superficie perpendicular a las mismas El flujo magnético f a través de una superficie es el número total de líneas de fuerza que atraviesan esa superficie El flujo representa la cantidad de campo magnético que atraviesa una superficie determinada y se mide en weber (Wb) La fuerza magnetomotriz es la capacidad que presenta una bobina de generar líneas de fuerza. Es directamente proporcional a la intensidad que circula por la bobina y al número de vueltas que tenga. Se mide en Amperio-vuelta [A-v] La intensidad del campo o excitación magnética que provoca la bobina es directamente proporcional la fuerza magnetomotriz e inversamente proporcional a la longitud de la bobina Cuando circula una intensidad por un conductor rectilíneo se produce un campo magnético a su alrededor. Las líneas de campo son circulares y se distribuyen en planos perpendiculares al conductor. El sentido en que giran las líneas de campo se determina por la ley de la mano derecha Un conductor recorrido por una corriente experimenta una fuerza al ser sometido a un campo magnético perpendicular al conductor Al mover un conductor perpendicularmente a un campo magnético B con una velocidad v, se induce sobre el mismo una fem Según la ley de Faraday, la fem que se genera en una bobina sometida a un flujo variable es proporcional al número de espiras del arrollamiento y a la velocidad de variación del flujo que lo atraviesa Según la ley de Lenz, el sentido de una fuerza contraelectromotriz o inducida es tal que se opone a la causa que lo produce

18 18 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Generador de C.A. Si dentro de un campo magnético creado por un imán permanente o electroimán fijo, se hace mover una espira, de manera que corte en su movimiento líneas de fuerza, aparecerá en ella fem inducida Para conocer en sentido de la corriente inducida se aplica la regla de la mano derecha. Extendidos perpendicularmente los dedos pulgar, índice y medio, de tal manera que queden perpendiculares entres si; si el pulgar indica el sentido del movimiento del conductor y el índice del del campo magnético, el medio indicará el sentido de la corriente inducida en la espira. El galvanómetro nos indicara el valor de corriente inducida al cerrar el circuito de la espira. G

19 Corriente Alterna Onda sinusoidal 19Autor: M.A.R.F - 2011- Salta

20 20 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Corriente Alterna Onda sinusoidal Analizando el grafico anterior que representa a una espira girando dentro de un campo magnético, vemos que en la posición horizontal el lado activo de la espira (representado por un circulo), en el primer instante se moverá prácticamente paralelo a las líneas decampo N-S, es decir que el angulo del vector movimiento v con respecto a las líneas de fuerza será “0”, de la formula (22) deducimos que la fem será nula o “0”. Un instante después el vector v habrá cambiado de dirección un Angulo . Aplicando nuevamente la formula (22) en las sucesivas posiciones del movimiento rotatorio veremos que la variación de la FEN se corresponderá con la forma de onda senoidal ( de la función seno) como se ve a la derecha del esquema del generador. Se puede observar el cambio de sentido de la corriente con los símbolos Punto o Cruz en el interior del circulo que representa la espira. El punto indica que la corriente sale hacia nosotos (sale del papel hacia nosotros), y la cruz indica que la corriente avanza desde nosotros al papel. Este sentido de circulación de la corriente los podemos verificar con la regla de la mano derecha que vimos anteriormente. Valga la siguiente aclaración, de (22) el valor máximo de la FEM se obtendra con  ª, sen 90º= 1 entonces E = Eo

21 21 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Corriente Alterna Onda sinusoidal El valor de piso de la fem inducida proviene de la formula (15) y (21)  = B.S cos  reemplazando en: e = - N d  dt = - N. B. S. . sen (  t) => E o = N. B. S.  que corresponde al valor maximo que puede tomas la fem inducida. Recuerden que el signo negativo representa que la fem inducida se opone al efecto que la provoca (Ley de Lenz) d  dt es operación matemática llamada derivada y tiene reglas matemáticas particulares, a los fines de este curso importa su resultado y no aprender como se opera. En la pag. De la clase 2 habíamos visto que los ángulos los podíamos expresar en funcion del numero  con la relación 2  º por ello en las representaciones que podemos ver en las distintas bibliografías sobre las abscisas de la representación senoidal de la corriente podemos ver expresada cada posición por valores múltiplos o submúltiplos de  También debemos saber sobre la relación de la velocidad angular  y el Angulo   t =  con t: tiempo

22 22 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Corriente Alterna Valores Característicos Una señal alterna queda definida por las siguientes características: - Frecuencia: Es el número de veces que se repite un ciclo en un segundo. Se mide en Hertzios [Hz], en España y el resto de Europa es de 50Hz, en otros países es 60 Hz. Se representa con la letra “ f ” - Período o Ciclo: Es el tiempo que tarda en producirse un ciclo, en España el ciclo de la tensión de red es de 1/50=0,2 segundos, es decir, cada 20 ms se repite la forma de onda. T = 1/f [s] Se calcula como la inversa de la frecuencia, así el tiempo que dura una señal de 50Hz es 1/50=20mseg, y 50 ciclos se suceden en un segundo. Se representa con la letra T y se mide en segundos. - Valor máximo o amplitud: Es el máximo valor que toma la señal en un periodo, coincide con el valor en las crestas o picos de la señal senoidal. Se representa por letras mayúsculas con el subíndice máx.

23 23 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Corriente Alterna Valores Característicos - Valor instantáneo: Es el que toma la señal en un momento dado. Se representa con letra minúscula. Para determinarlo, conocida la función de la señal tratada, basta con sustituir el tiempo por su valor. La ecuación de una función senoidal es: e = Emax. sen (  t) (23) Donde  es la velocidad angular o pulsación, medida en radianes por segundo:  f (24) Unidades: [rad/s] - Valor eficaz: Representa el valor de una corriente continua que producirá el mismo calor que la alterna al pasar por una resistencia. Es el valor más importante pues con él se obtiene matemáticamente los mismos resultados que operando con valores instantáneos, realizando operaciones mucho más sencillas. Normalmente es el que define la tensión existente en una instalación, por ejemplo, en España, los 220V de una vivienda es la tensión eficaz de la misma Se representa con letras mayúsculas sin subíndices. Y su valor es igual a: Eef = Emax / 2 (25)

24 24 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Corriente Alterna Valores Característicos -Ejemplo: En las tomas de corriente de las viviendas suele haber una tensión eficaz de 220V. Calcula cúal es la tensión máxima o amplitud de la tensión en una vivienda. Despejando en la fórmula anterior: Emax = Eef. 2 = 220. 1,4142 = 311,12 v e: Valor instantáneo Emax: Valor Pico E ef : Valor Eficaz  ángulo entre el plano de la bobina y el plano del campo magnético  La tensión o la potencia eficaz, se nombran muchas veces por las letras RMS (root mean square) 311.13V es el valor pico (Vo) ó máximo de la tensión monofásica de la red de distribución de energía en nuestro país. No obstante siempre nos referiremos al valor eficaz Vef

25 25 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Resumen La fuerza electromotriz es toda causa capaz de mantener una diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito abierto o de producir una corriente eléctrica en un circuito cerrado.diferencia de potencial La fuerza electromotriz de inducción (o inducida) en un circuito cerrado es igual a la variación del flujo de inducción del campo magnético que lo atraviesa en la unidad de tiempo, lo que se expresa por la fórmula e= - d  /dt (Ley de Faraday). El signo - (Ley de Lenz) indica que el sentido de la FEM inducida es tal que se opone al descrito por la ley de Faraday ( ).Ley de FaradayLey de Lenz La Ley de Lenz plantea que las tensiones inducidas serán de un sentido tal que se opongan a la variación del flujo magnético que las produjo. Esta ley es una consecuencia del principio de conservación de la energía. La polaridad de una tensión inducida es tal, que tiende a producir una corriente, cuyo campo magnético se opone siempre a las variaciones del campo existente producido por la corriente original. El flujo de un campo magnético uniforme a través de un circuito plano viene dado por un campo magnético generado en una tensión disponible con una circunstancia totalmente proporcional al nivel de corriente y al nivel de amperios disponible en el campo eléctrico. Fuerza Electromotriz (FEM) Cuando un voltaje es generado por una batería, o por la fuerza magnética de acuerdo con la ley de Faraday, esta voltaje generado, se llama tradicionalmente "fuerza electromotriz" o fem. La fem representa energía por unidad de carga (voltaje), generada por un mecanismo y disponible para su uso. Estos voltajes generados son los cambios de voltaje que ocurren en un circuito, como resultado de una disipación de energía, como por ejemplo en una resistencia.

26 26 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (f.e.m. o voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday quien lo expresó indicando que la magnitud del voltaje inducido es proporcional a la variación del flujo magnético (Ley de Faraday).fuerza electromotrizvoltajecampo magnéticocorrienteMichael FaradayLey de Faraday El flujo magnético Φ (representado por la letra griega fi Φ), es una medida de la cantidad de magnetismo, y se calcula a partir del campo magnético, la superficie sobre la cual actúa y el ángulo de incidencia formado entre las líneas de campo magnético y los diferentes elementos de dicha superficie. La unidad de flujo magnético en el Sistema Internacional de Unidades es el weber y se designa por Wb (motivo por el cual se conocen como weberímetros los aparatos empleados para medir el flujo magnético). En el sistema cegesimal se utiliza el maxwell (1 weber =10 8 maxwells).magnetismocampo magnéticolíneas de campoSistema Internacional de Unidadeswebersistema cegesimalmaxwell [Wb]=[V]·[s] 1 1

27 27 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta La energía eléctrica alterna se genera, como hemos visto, en alternadores que son máquinas formadas por bobinas que giran dentro de un campo magnético. Para representar cómo varía la tensión a lo largo del tiempo supondremos un punto P que gira alrededor de un eje, si se proyecta sobre el eje de ordenadas el vector que une en cada momento el origen con la posición del punto y se lleva en el de abcisas al instante que le corresponde, tendremos una señal senoidal. Cuanto más rápido gire el alternador (o sea, a mayor velocidad angular w), mayor será la frecuencia de la señal (f) y más veces se repetirá en un segundo. Se llama fase a cada una de las posiciones angulares que va ocupando el punto P en su recorrido circular. El ángulo de fase es el que forma el vector de posición del punto P en un instante determinado con el semieje positivo de abcisas. Esta magnitud es fundamental a la hora de estudiar la relación entre distintas señales senoidales, como la tensión y la corriente que circulan por un circuito o las tensiones de fase de un circuito trifásico. Si en el momento inicial (t=0) el vector del punto P en ese momento no es horizontal se dice que la señal tiene un desfase de valor el ángulo que forma el vector con el eje X. P

28 Intensidad de Corriente Alterna Al unirse los extremos de un generador de C.A., con una resistencia R, se produce una circulación de corriente i cuyo valor es: Aplicando la ley de ohm: 28Autor: M.A.R.F - 2011- Salta (26) O tambien : i = Imax. sen  t

29 Autor: M.A.R.F - 2011- Salta29 Representación Vectorial Podemos graficar en ejes coordenados vectores que representen: la tensión E presente en el circuito anterior, la intensidad de corriente I y la resistencia R presente en circuito. E e I están en fase por lo que podemos representarlos en el eje de las abscisas, sus magnitudes serán los valores de pico o eficaz.. IRE

30 30 Matricula de AIEAS Nª 237/2012 Autor: M.A.R.F - 2013- Salta Trabajo Practico nº 7 a)Calcular la Inducción magnética B a una distancia de 0.1m de un conductor por el que circula una corrientes de 1,2 A b)Calculadla f.e.m. inducida en un conductor de 10cm que se desplaza a 2 m/s en un campo magnético de inducción 28 Tesla c)¿Qué valor instantáneo tomará una señal senoidal de amplitud 310V y frecuencia 50 Hz en el instante t=0,1seg? Cual será su valor eficaz en ese instante? d)Calcular la tensión de pico a la salida de un transformador de relación de valor eficaz 220 – 12Vca. e)Calcular la intensidad de corriente máxima de un circuito compuesto por un generador de 220vca y una resistencia de 36ohm. f)Calcular el valor instantáneo de la tensión a la salida de un generador de 110 Vca con frecuencia de 60hertz en el tiempo 0.02seg.