UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA MECÁNICA
Curso: Lab.
MAQUINAS ELECTRICAS I
Tema: CURVA
DE MAGNETIZACION
Integrantes:
Arteaga Gonzalez, Erick
Ciclo:
VI
CURVA DE MAGNETIZACION En el presente laboratorio se busca obtener en el osciloscopio un el ciclo de histéresis del núcleo ferromagnético de un transformador. Luego usando un vatímetro, voltímetro, amperímetro para medir potencia, voltaje y corrientes respectivamente. Con estos datos hacemos los cálculos para obtener los valores de la intensidad de campo magnético (H) y la inducción magnética (B) y así finalmente obtener la curva de magnetización.
Obtener la curva de magnetización de un material ferromagnético
CURVA DE MAGNETIZACION
La curva de magnetización o también conocida como “Curva de Histéresis de Magnetización” el cual es el resultado de magnetizar un materia, las características principales que esta curva tomara serán que al principio, la magnetización requerirá un esfuerzo eléctrico, el cual se definió como zona reversible; pasado este punto, la magnetización se producirá de una forma muy proporcional, denominado como zona lineal. Y finalmente, ya cuando la curva llega a un punto en donde no se podrá magnetizar más el material y será casi constante su inducción, esta fase de la curva se denomina como punto de inducción de saturación o también conocido como zona de saturación. Tal como se aclaró en el comienzo de la parte teórica pasaremos a explicar en qué consiste la “histéresis”. Histéresis como en la mayoría de libros está definida es la tendencia de un material de conservar una de sus propiedades, en ausencia de estímulo que la ha generado. Supongamos que se aplicó un campo magnético en un material ferromagnético, en un momento que se quitara este campo magnético este seguirá teniendo un cierto magnetismo, el cual tendrá en la zona final como un efecto de pérdida o “desimantación” que representará una respuesta diferente a la que demostró inicialmente.
Ilustración 1 curva de magnetización
Las sustancias ferromagnéticas Fe,Ni,Co y muchas aleaciones con estos y otros elementos (Si ) presentan la capacidad de magnetizarse e intensificar considerablemente el campo magnético externo .para conocer sus propiedades se utilizan dos magnitudes de campo magnético: la intensidad de campo o fuerza magnética H y la inducción magnética B , obteniéndose la curva de histéresis y magnetización . Como la curva de magnetización es el lugar de los vértices de los lazos de histéresis producidos por fuerzas magnetizantes de valores máximos distintos entonces visualizamos una serie de lazos de histéresis y trazamos una curva que pase por los vértices de todos estos lazos obtendremos la curva de magnetización del material
Ilustración 2 curva de
Para poder visualizar el lazo de histéresis del material ferromagnético se deberá tomar el devanado primario de tensiones proporcionales a la intensidad de campo H y del devanado secundario tensiones proporcionales a la inducción magnética B, y luego aplicarlas a las entradas vertical y horizontal del osciloscopio.
Fórmulas utilizadas:
√
√
-1 núcleo de material ferromagnético. -2 bobinas de cobre, N1=600 y N2=400. -Dos resistencias: R1=100 ohm y R2=100kohm. -1 fuente de CA de 0 - 20V, 4 A y 60 Hertz. -1 Osciloscopio. -1 condensador de 0.2μF. -1 pinza amperimétrica. -1 voltímetro. -1 vatímetro.
5.
1.-Procedemos a conectar las bobinas al circuito y al osciloscopio como se muestra
7. 8. 9. Bobinas dispuesta en un núcleo ferromagnético 2.-Instalar el equipo como se muestra en la figura
3.-Una vez conectado adecuadamente el osciloscopio al circuito, procedemos a manipularlo y mostrar la curva de histéresis, e l cual es mostrado
Osciloscopio mostrando la curva de Histéresis para el sistema señalado 3.-Hasta aquí la presentación de la curva de Histéresis. Ahora sabemos que sus vértices al variar la curva de tamaño, van a formar la curva de magnetización. EL siguiente procedimiento es obtener datos de las variables en cuestión y trazar la curva de magnetización con ayuda de las ecuaciones deducidas.
-Datos Bobina y el Núcleo ferromagnético A=0.000945 Lm=0.376 N2=400 F=60hz Tabla 2.- Datos de potencia, voltios y corriente eléctrica obtenidos con los instrumentos
FORMULAS USADAS:
Potencia (W) 2 4
Voltios(V) 47 65
Corriente (A) 0.008 0.114
6 8 10
80 95 105
0.142 0.17 0.202
12 14
115 125
0.223 0.25
16
130
0.284
18 20
135 140
0.313 0.343
24 28
150 155
0.41 0.471
32 36
165 170
0.536 0.603
40 44 50
175 180 185
0.658 0.73 0.828
(Velocidad Angular, F=60hz)
(Angulo entre V y I)
(Intensidad de campo) √
√
(Inducción Magnética)
De los datos de las tablas 1 y 2 y procedemos a calcular los valores necesarios para trazar la curva de magnetización. Utilizaremos el software matemático Matlab para apoyarnos en la gráfica de la curva de magnetización, tanto que nos proporcionará todos los valores de H y de B. Tabla 2 Valores de la densidad B y la intensidad H de flujo magnético
0.2332 0.3225 0.397 0.4714 0.521 0.5706 0.6203 0.6451 0.6699 0.6947 0.7443 0.7691 0.8187 0.8436 0.8684 0.8932 0.918
Gráfica Curva de Magnetización (con Excel) 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0
100
200
300
400
500
600
700
Se obtuvo una curva no lineal lo que indica que la permeabilidad del material ferromagnético es variable.
Al aumentar la corriente y por ende la fuerza magneto-motriz, se van produciendo más perdidas de energía la cual es proporcional al lazo de histéresis, la cual evidentemente va aumentando de área encerrada por esta al aumentar la corriente.
Finalmente concluimos la práctica señalando que obtuvimos los resultados deseados siguiendo el procedimiento de la manera indicada y pudiendo observar la curva de histéresis y logramos obtener con valores obtenidos la curva de magnetización.
Maquinas Eléctricas, Stephen J Chapman, 4ta Edición, MC Graw Hill – México
2005 F.W. Sears, M.W. Zemansky, H.D. Young y R.A. Freedman, Física Universitaria, vol. II, Pearson Educación, México, 2005 . Circuitos Electricos J.A. Edminister, 1ª edición.
introducción al Análisis de Circuitos - Boylestad, 10th edición.