Informe 1 Obtención de la curva de magnetización UTP

OBTENCIÓN DE LA CURVA DE MAGNETIZACIÓN

Curso

:

Máquinas Eléctricas

Profesor

:

Mag. Ing. Agustín Gutiérrez Páucar

Informe Nro.

:

1

ema Integrantes

:

!"tenci#n $e la cur%a $e magnetizaci#n :

Men$ieta &a'mun$o( )eo !*e$a +argas( Miguel &e'noso N,-ez( &e'nal$o orres osa( )uis /arzosa !rtiz( 0eanfranco

Aula

:

E 23

4orario

:

+iernes $e 15:32 a 62:22

62178I

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ 1

OBTENCIÓN DE LA CURVA DE MAGNETIZACIÓN INTRODUCCIÓN El 9resente informe $escri"iremos la e9eriencia a$quiri$a en el la"oratorio al 9oner en 9ráctica lo estu$ia$o acerca $el reconocimiento $e los $e%ana$os 9rimario ' secun$ario $el transforma$or que nos 9ermitirá estu$iar sus com9ortamientos $e magnetizaci#n en sus n,cleos ' el com9ortamiento $e sus magnitu$es ' mostraremos $e una forma clara ' resumi$a los méto$os utiliza$os $urante el la"oratorio.

En este e9erimento o"ten$remos la cur%a $e magnetizaci#n $e un material ferromagnético( me$iante la o"tenci#n $e la cur%a ; %ersus 4( en $on$e usaremos un transforma$or $e 662% < 112%( com9ro"an$o e9erimentalmente la %ali$ez $e los cálculos te#ricos= ' mostraremos $e una forma clara ' resumi$a los méto$os utiliza$os $urante la 9ráctica.

Por ,ltimo me$iremos con el multímetro la tensi#n e intensi$a$ $el circuito( ' anotaremos las me$i$as $el %olta*e ' $e la corriente( ' 9o$remos analizar 9ara 9o$er sacar nuestras 9ro9ias o"ser%aciones ' conclusiones que >emos $esarrolla$o en esta 9ráctica.



COMPENDIO TEÓRICO )a cur%a $e magnetizaci#n in$ica la in$ucci#n que 9ro$uce una $etermina$a ecitaci#n $e cam9o magnético. )a relaci#n entre la $ensi$a$ $e flu*o magnético ' la ecitaci#n $e cam9o 4 que la crea se $enomina 9ermea"ili$a$ magnética ' es una me$i$a $e lo "ien que transforma el material una ecitaci#n eléctrica en un flu*o magnético.

)a cur%a $e magnetizaci#n es inicialmente lineal( ' es en esta 9arte inicial $e la cur%a $on$e se es9ecifica la 9ermea"ili$a$ ' la $enominan 9ermea"ili$a$ inicial ?@i. Conforme se aumenta la ecitaci#n( e%entualmente se alcanza un 9unto $on$e el incremento $e la $ensi$a$ $e flu*o no se 9ro$uce al mismo ritmo ' la 9en$iente $e la cur%a $isminu'e. A 9artir $e cierto %alor $e ecitaci#n 4sat cualquier incremento en la ecitaci#n no 9ro%ocará un aumento en $ensi$a$ $e flu*o ' se $ice que el material alcanza la saturaci#n ; sat.

Figura N°1: Curva de Magnetización y er!ea"i#idad !agn$tica de# %ierr&


OBTENCIÓN DE LA CURVA DE MAGNETIZACIÓN Me$iante la cur%a $e magnetizaci#n ; 8 4 se calcula la 9ermea"ili$a$ a"soluta @ que 9resenta el material:

μ=

B H

Como la 9ermea"ili$a$ $el %acío( aire o me$io am"iente( es la misma ?@ 2 se 9ue$e calcular la 9ermea"ili$a$ relati%a me$iante la siguiente relaci#n.

μr

μ μ0

=

Per!ea"i#idad !agn$tica '() Es la ca9aci$a$ $e una sustancia o me$io 9ara atraer ' >acer 9asar a tra%és $e sí los cam9os magnéticos( la cual está $a$a 9or la relaci#n entre la in$ucci#n magnética eistente ' la intensi$a$ $e cam9o magnético que a9arece en el interior $e $ic>o material.

Per!ea"i#idad re#ativa '(r ) Es la relaci#n $e la 9ermea"ili$a$ $e una materia a la 9ermea"ili$a$ $el es9acio li"re( esto es( en efecto( una figura $e mérito que es mu' ,til 9ara com9arar el gra$o $e magnetizaci#n $e $iferentes materiales magnéticos cu'a 9ermea"ili$a$ relati%a es conoci$a.

Re#uctancia 'R) Es una me$i$a $e la o9osici#n que el circuito ofrece al flu*o ' es análoga a la resistencia en un circuito eléctrico. )a reluctancia $e un circuito magnético o secci#n $e un circuito magnético está relaciona$a con su longitu$( secci#n trans%ersal ' 9ermea"ili$a$.


OBTENCIÓN DE LA CURVA DE MAGNETIZACIÓN RE*+CION DE TR+,FORM+CION: )a relaci#n $e %ueltas $el 9rimario ' el secun$ario N 1:N6 las cuales equi%alen a la relaci#n $e f.e.m $el 9rimario ' $el secun$ario E 1:E6( in$ica que la magnitu$ $ela f.e.m. $el 9rimario es "a*a$o o su"i$o. )a relaci#n $e %ueltas o la relaci#n $e tensiones( es llama$a relaci#n $e transformaci#n( ' es re9resenta$a 9or el sím"olo BaB( así que:

a

E 1 N 1 =

=

E 2 N 2

Porque la entra$a $el 9rimario %1 ' la tensi#n $e carga $el secun$ario % 6 son casi iguales a sus tensiones in$uci$as res9ecti%amente( la relaci#n $e las tensiones terminales +1:+6 es frecuentemente llama$o la relaci#n $e transformaci#n. )a %er$a$era relaci#n $e transformaci#n N 1:N6 es constante mientras que la relaci#n %aría cerca $e 1 al 5( $e9en$ien$o $e la carga ' $el factor $e 9otencia.

Cuan$o la tensi#n $el 9rimario $a$o +1 es re$uci$o a una tensi#n $el secun$ario "a*o +6( se $ice que es un 9aso atrás $el transforma$or( contrariamente( si la tensi#n es ele%a$a( este es llama$o 9aso a$elante atrás $el transforma$or. En un 9aso atrás $el transforma$or la relaci#n $e transformaci#n es más gran$e que la uni$a$( mientras que en un 9aso atrás $el transforma$or es menor que la uni$a$.



M+TERI+*E, FERROM+-NETICO, )os materiales ferromagnéticos( com9uestos $e >ierro ' sus aleaciones con co"alto( tungsteno( níquel( aluminio ' otros metales( son los materiales magnéticos más comunes ' se utilizan 9ara el $ise-o ' constituci#n $e n,cleos $e los transforma$ores ' maquinas eléctricas. En un transforma$or se usan 9ara maimizar el aco9lamiento entre los $e%ana$os( así como 9ara $isminuir la corriente $e ecitaci#n necesaria 9ara la o9eraci#n $el transforma$or. En las maquinas eléctricas se usan los materiales ferromagnéticos 9ara $ar forma a los cam9os( $e mo$o que se logren >acer máimas las características $e 9ro$ucci#n $e 9ar.

Pr&iedade. de #&. !ateria#e. /err&!agn$tic&. •

•

A9arece una gran in$ucci#n magnética al a9licarle un cam9o magnético. Permiten concentrar con

facili$a$

líneas $e cam9o

magnético(

acumulan$o $ensi$a$ $e flu*o magnético ele%a$o. •

e utilizan estos materiales 9ara $elimitar ' $irigir a los cam9os magnéticos en tra'ectorias "ien $efini$as.

Caracter0.tica. de #&. !ateria#e. /err&!agn$tic&. •

Dn aumento $el cam9o magnético les origina una %ariaci#n $e flu*o $iferente $e la %ariaci#n que originaría una $isminuci#n igual $e cam9o magnético. Este atri"uto in$ica que las relaciones que e9resan la in$ucci#n magnética ' la 9ermea"ili$a$ ?@ como funciones $el cam9o magnético( no son lineales ni uniformes.

•

ienen una in$ucci#n magnética intrínseca máima ; ma mu' ele%a$a.


OBTENCIÓN DE LA CURVA DE MAGNETIZACIÓN •

Pue$en imanarse muc>o más fácilmente que los $emás materiales. Esta μ

característica %iene in$ica$a 9or una gran 9ermea"ili$a$ relati%a

μ r

.

PROCEDIMIENTO 1. Armar el circuito mostra$o $e la figura 6.

Figura N°: Circuit& a i!#e!entar

6. &egular el %olta*e $e sali$a $el con%ersor AC( 9ara que en su sali$a se o"tenga el mínimo %olta*e que este entrega. 3. +ariar el %olta*e $e sali$a en el con%ersor AC $e 62 en 62 %oltios $es$e el %alor mínimo $e %olta*e que 9ue$e entregarse >asta llegar al %alor máimo $e %olta*e que se 9ue$e entregar. . )lenar la siguiente ta"la $e $atos. 21 '2)

34

2 '2) + '!+)

7849

654

155

1547 1354 1547 1654 554 54;

4;5; 1548 48 ;47

3;47

734

74;

;46

5416

948

3547

15473

14

94;

694

8946

13483 1947; 541 34 ;1477

;846

15647 11843 1943

7;

Ta"#a N°1: 2&#ta

;7

9

6549


7. Con los $atos o"teni$os en la a"la N1( $i"u*ar la cur%a $e magnetizaci#n en la >o*a milimetra$a o usar el Ecel 9ara intro$ucir $ic>os $atos $e + %s I.

A

V

3.8 7.9 10.54 12.6 14.94 17.53 20.61 24.66 31.55 39.8 52 67 80.7

4.2 20.18 40.5 59.7 80.2 100 120.5 140.2 160.5 180.2 200.2 220.3 235

Ta"#a N°: Ta"#a 2 v. I


OBTENCIÓN DE LA CURVA DE MAGNETIZACIÓN V 250 200 150

V

100 50 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Figura N°;: Curva de Magnetización 2 v. I

F. enien$o en cuenta las $imensiones $el n,cleo $el transforma$or ' asumien$o un n,mero $e %ueltas en el $e%ana$o 9rimario $e 672 es9iras( frecuencia F2 4z( llenar la siguiente ta"la consi$eran$o la tensi#n a9lica$a igual que en la ta"la anterior.

> '?"@!)

5419

546

143

43;

;4

3459

3481

7491

47;

94;;

6413

648 

847 7

A '+@!)

;49

94;

1541 9

141 

1343 

148 

1846 8

;46

;5437

;643 

7541 8

34 9

9946 8

( 'Ar@!)

5453 

5415 9

541 1

5418 8

54 

543 5

543 

54;8 8

5413 3

5418 5

541 

541; 6

541 

Ta"#a N°;: Den.idad de F#u<&= Inten.idad Magn$tica y Per!ea"i#idad4

. Con los $atos o"teni$os( $i"u*ar la cur%a $e magnetizaci#n en la >o*a milimetra$a o usan$o el Ecel 9ara o"tener $ic>a cur%a característica.

H

B

3.67

0.17


OBTENCIÓN DE LA CURVA DE MAGNETIZACIÓN 7.63 10.17 12.16 14.42 16.92 19.89 23.8 30.45 38.42 50.19 64.67 77.89

0.82 1.64 2.43 3.26 4.07 4.81 5.71 6.53 7.33 8.14 8.966 9.565

Ta"#a N°;: Ta"#a > v. A

B 12 10 8

B

6 4 2 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Figura N°3: Curva de Magnetización > v. A

5. Con los $atos o"teni$os en la ta"la N3( $i"u*ar la cur%a $e 9ermea"ili$a$ magnética en la >o*a milimetra$a o usan$o el Ecel 9ara o"tener $ic>a cur%a característica. H

µ

3.67

0.096


OBTENCIÓN DE LA CURVA DE MAGNETIZACIÓN 0.107 0.161 0.199 0.226 0.24 0.246 0.2394 0.2144 0.19 0.162 0.138 0.122

7.63 10.17 12.16 14.42 16.92 19.89 23.8 30.45 38.42 50.19 64.67 77.89

Ta"#a N°3: Ta"#a A v. (

µ 0.3 0.25 0.2

µ

0.15 0.1 0.05 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

Figura N°7: Curva de Per!ea"i#idad Magn$tica A v. (


90


Figura N°: Circuit& Ter!inad&

CUE,TION+RIO 14 EB#iue u.ted c&!& .e &"tiene eBeri!enta#!ente #a curva de !agnetización4 Me$iante méto$os( formulas ' $atos toma$os e9erimentalmente:

H =

¿

lm

H#n$e:

H: Intensi$a$ $e cam9o magnético ?am9erios8%uelta  metro N: Numero $e %ueltas $el $e%ana$o lm: )ongitu$ me$ia $el anillo ferromagnético ?metros UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ 12

OBTENCIÓN DE LA CURVA DE MAGNETIZACIÓN I: Intensi$a$ $el

B max

=

V ef 4.44 NfA

H#n$e:

Bmax: In$ucci#n magnética Vef : +olta*e eficaz N: N,mero $e %ueltas $el $e%ana$o f : Jrecuencia angular $e la tensi#n ?ciclo  s A: ecci#n trans%ersal $el anillo ferromagnético ? m

-ra/ic& > B A


2



OBTENCIÓN DE LA CURVA DE MAGNETIZACIÓN Cur%as $e magnetizaci#n $e Nue%e Materiales ferromagnéticos Hiferentes( Mostran$o el efecto $e saturaci#n. 1. 4o*a $e acero( 6.Acero al silicio( 3.Acero $e crisol( .Acero al tungsteno( 7.Acero magnético( F.4ierro $e crisol( .Níquel( 5.Co"alto( K.Magnetita.

4 Para u$ .irve #a redeter!inación de #a curva de !agnetización Me$iante las Cur%as 9o$emos o"tener in$irectamente la relaci#n entre el Jlu*o magnético ?; e intensi$a$ $e cam9o magnético ?4 ' facilitarnos en el Análisis. )a cur%a $e >istéresis nos in$ica que tan "uen material tenemos 9ara con$ucir corriente.

;4 ,i #a /uente de energ0a 'c&nver.&r) /uera de !en&r &tencia ue e# tran./&r!ad&r= .e &dr rea#izar #a eBeriencia e Pue$e &ealizar la e9eriencia 9ero no se 9o$rá %isualizar el efecto $e cur%a $e magnetizaci#n.

O>,ER2+CIONE, 8

I$ealmente( el %alor mínimo ' máimo $e %olta*e son 2 ' 662 +oltios res9eti%amente= 9ero e9erimentalmente los %alores resultaron .6 ' 637 +oltios res9ecti%amente( 9or lo tanto to$a la e9erimentaci#n se realiz# con estos %alores.

8

)os %alores o"teni$os 9or los instrumentos son %alores eficaces( 9or lo tanto se utilizaron las ecuaciones eficaces $e la $ensi$a$ $el flu*o( intensi$a$ magnética ' la 9ermea"ili$a$.

8

El n,mero $e %ueltas en el $e%ana$o 9rimario $e 672 es9iras ' la frecuencia F2 4z son meramente su9osiciones que afectan la eacta o"tenci#n $e los %alores reales( 9ero no afectan en la com9araci#n '


OBTENCIÓN DE LA CURVA DE MAGNETIZACIÓN confirmaci#n

$e

las

cur%as

$e

magnética.


magnetizaci#n

'

9ermea"ili$a$


CONC*U,IONE, •

A 9artir $e 9rue"as e9erimentales se $etermina las características $e magnetizaci#n $el material.

•

)a cur%a $e >istéresis nos in$ica que tan "uen material tenemos 9ara con$ucir corriente.

•

Ma'or canti$a$ $e 9ér$i$as 9or >istéresis( ma'or será el consumo $e energía.


Informe 1 Obtención de la curva de magnetización UTP

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