MAGNETISMO Y ELECTROMAGNETISMO

1. Universidad Nacional de Ingeniería MAGNETISMO Y ELECTROMAGNETISMO Contenido 2M1-AGRO Freidy Salinas Lopez Sebastian A. Chavarría Lidy Pichardo Electrica y Electrotecnia Fundamental

2. MAGNETISMO Cuando metales y óxidos metálicos son capaces de atraer a otros metales se le denomina magnetismoy imanes a los materiales que lo presentan. Algunos imanes se encuentran en forma natural en minerales metálicos y otros se fabrican. Los imanes que conservan su magnetismo durante largo tiempo se denominan imanes permanentes. Universidad Nacional de Ingeniería Electrica y Electrotecnia Fundamental

3. ATRACCIÓN Y REPULSIÓN La ley de atracción y repulsión magnética establece que polos magnéticos diferentes se atraen entre si y que los polos magnéticos iguales se repelen entre si. La fuerza de atracción o repulsión depende de la intensidad de los imanes y la distancia que los separa. Cuando aumenta la intensidad de los imanes, aumenta también la fuerza de atracción o repulsión entre ellos. La fuerza de atracción o repulsión disminuye cuando la distancia entre los polos de los dos imanes aumenta. Universidad Nacional de Ingeniería Electrica y Electrotecnia Fundamental

4. CAMPO MAGNÉTICO El campo magnético consta de líneas invisibles de fuerza o flujo. Fuera del imán, las líneas de fuerza se extienden del polo norte al polo sur, estas forman un anillo continuo y nunca se cruzan. Cuando todos los dominios se han alineado, el campo magnético alcanza la intensidad máxima. En este caso se dice que el imán esta saturado. Universidad Nacional de Ingeniería Electrica y Electrotecnia Fundamental

5. CAMPO MAGNÉTICO Universidad Nacional de Ingeniería Electrica y Electrotecnia Fundamental

6. MATERIALES MAGNÉTICOS Un material magnético es aquel que es atraído por un imán y puede convertirse en un imán. Entre estos materiales esta el acero y los elementos metálicos hierro, níquel y cobalto; y denominados elementos ferromagnéticos. Universidad Nacional de Ingeniería Electrica y Electrotecnia Fundamental

7. MATERIALES DIAMAGNÉTICOS Los materiales diamagnéticos son los metales que no son atraídos por un imán y que no pueden transformarse en un imán. El cobre, aluminio, oro, plata y plomo son diamagnéticos. También materiales no metálicos como tela, papel, porcelana, plástico y caucho. Universidad Nacional de Ingeniería Electrica y Electrotecnia Fundamental

8. ALEACIONES El álnico es una de las aleaciones magnéticas mas comunes. Existen imanes permanentes de álnico de diferentes formas y clases y se emplean en motores, generadores, altavoces, micrófonos y medidores. Universidad Nacional de Ingeniería Electrica y Electrotecnia Fundamental

9. MATERIALES CERÁMICOS Algunos materiales magnéticos cerámicos duros se denominan ferritas. Estos se producen moliendo en un fino polvo una combinación de oxido de hierro y un elemento como el Bario. Universidad Nacional de Ingeniería Electrica y Electrotecnia Fundamental

10. PRODUCCIÓN DE IMANES Los imanes permanentes se producen comercialmente con un magnetizador. Un tipo de magnetizador utiliza bobinas eléctricas como la fuente de energía de magnetización, el objeto que se magnetizara se coloca sobre las piezas polares formadas por dos extremos de los núcleos metálicos sobre los cuales se devanan las bobinas. Cuando el interruptor se enciende, pasa a través de las bobinas una corriente que produce un campo magnético intenso y que magnetiza al objeto rápidamente, El magnetismo producido por la corriente se denomina electromagnetismo. Universidad Nacional de Ingeniería Electrica y Electrotecnia Fundamental

11. ELIMINACIÓN DEL MAGNETISMO El magnetismo puede eliminarse de un objeto usando un desmagnetizador. Algunas veces los objetos deben desmagnetizarse o eliminarles su magnetismo. Los relojes de pulsera hechos con materiales magnéticos, por ejemplo, no se mantienen exactos después de haberse magnetizado. Un imán permanente también puede desmagnetizarse o atenuarse en gran medida por medio de calentamiento. También puede eliminarse el magnetismo golpeándolo intensamente con un martillo u otro objeto metálico. A la desmagnetización se le llama también desimanación. Universidad Nacional de Ingeniería Electrica y Electrotecnia Fundamental

12. BRÚJULA MAGNÉTICA Una brújula magnética es un dispositivo que se emplea para encontrar direcciones. Un pequeño imán permanente, la aguja, se monta en un pivote para que pueda girar libremente. Así, los polos magnéticos de la tierra atraerán los polos del imán o la aguja. Por eso la aguja de la brújula apunta en general hacia la dirección norte- sur. Universidad Nacional de Ingeniería Electrica y Electrotecnia Fundamental

13. MAGNETISMO DE LA TIERRA La existencia del campo magnético de la Tierra es conocida desde muy antiguo, por sus aplicaciones a la navegación a través de la brújula. En el año 1600, el físico inglés de la corte de Isabel I, William Gilbert, publicó la obra titulada De magnete, considerada como el primer tratado de magnetismo. Gilbert talló un imán en forma de bola y estudió la distribución del campo magnético en su superficie. Universidad Nacional de Ingeniería Electrica y Electrotecnia Fundamental

14. MAGNETISMO DE LA TIERRA Encontró que la inclinación del campo en este imán esférico coincidía con lo que se sabía acerca de la distribución del campo terrestre. De este experimento concluyó que la Tierra era un gigantesco imán esférico. Posteriormente, los estudiosos del geomagnetismo observaron que, tomando en cuenta la declinación, la mejor representación del campo terrestre sería un imán esférico cuyo eje de rotación estuviera desviado unos 110 del eje geográfico de la Tierra.  Universidad Nacional de Ingeniería Electrica y Electrotecnia Fundamental

15. MAGNETISMO DE LA TIERRA Universidad Nacional de Ingeniería Electrica y Electrotecnia Fundamental

16. LA TIERRA ES UN IMÁN El polo norte de la aguja de una brújula apunta al polo sur geográfico, porque la Tierra misma es un imán: el polo sur de este imán está cerca del polo norte geográfico y, como los polos contrarios de dos imanes se atraen mutuamente, resulta que el polo norte de la brújula es atraído por el polo sur del imán terrestre, que está en las proximidades del polo norte geográfico. Universidad Nacional de Ingeniería Electrica y Electrotecnia Fundamental

17. LA TIERRA ES UN IMÁN El campo magnético terrestre se caracteriza también por su intensidad. La intensidad de un campo magnético se mide en gauss. El campo magnético terrestre es bastante débil, del orden de 0,3 gauss en las proximidades del ecuador y de 0,7 gauss en las regiones polares. El alineamiento en general Norte-Sur de las líneas magnéticas, de acuerdo con el eje de rotación terrestre, sugiere que el campo, en lo fundamental; constituye un dipolo. Resulta inclinado unos 110 respecto al eje de rotación terrestre, y presenta considerables irregularidades (no corresponde al campo de un dipolo perfecto).  Universidad Nacional de Ingeniería Electrica y Electrotecnia Fundamental

18. LA TIERRA ES UN IMÁN Universidad Nacional de Ingeniería Electrica y Electrotecnia Fundamental

19. USOS FUTUROS DEL MAGNETISMO Universidad Nacional de Ingeniería • En la actualidad se estudia la posibilidad de utilizar la gran energía magnética que se extiende más allá de la superficie de la tierra. Muchos científicos piensan que el magnetismo podría utilizarse algún día para contrarrestar el efecto de la fuerza gravitacional. Electrica y Electrotecnia Fundamental

20. IMANES PERMANENTES Universidad Nacional de Ingeniería Las aplicaciones más típicas y a las que estamos acostumbrados son: altavoces, motores y generadores de imán permanente, puertas de neveras, etc.... Pero los imanes permanentes tienes otras aplicaciones sorprendentes, a las que no estamos tan acostumbrados como son el ahorro de combustible y detergente, además de la Magnetoterapia para cuidar de nuestra la salud y el crecimiento de animales y plantas. Electrica y Electrotecnia Fundamental

21. AHORRO DE COMBUSTIBLE Universidad Nacional de Ingeniería ¿Que ocurre si introducimos un imán dentro de la lavadora junto con la ropa? Con el movimiento de rotación del imán permanente en el tambor de la lavadora, se liberan electrones que ionizan el oxígeno. Esta forma de oxígeno es un limpiador totalmente natural que disuelve la suciedad y los compuestos orgánicos. Electrica y Electrotecnia Fundamental

22. AHORRO DE COMBUSTIBLE Universidad Nacional de Ingeniería Se desasocian los grupos de moléculas de agua, produciendo grupos individuales más pequeños que penetran más fácilmente en los tejidos y eliminan la suciedad. El agua adquiere una mayor capacidad de disolución, por lo facilita la limpieza de los tejidos. Incrementa la cantidad de iones OH que reducen la tensión superficial del agua incrementando su poder de penetración. Los detergentes normales utilizan este mismo principio de funcionamiento, pero con productos químicos, que pueden ser perjudiciales para la salud. Electrica y Electrotecnia Fundamental

23. PARA EVITAR ACUMULACIONES DE CAL. Universidad Nacional de Ingeniería En el mercado se pueden encontrar "aparatos" que eliminan los problemas con el agua calcárea, sin eliminar los compuestos minerales del agua. Dichos "aparatos" eliminan las acumulaciones de cal de la instalación, que se disuelven al aplicar un campo magnético. Estos "aparatos" están constituidos simplemente por uno o varios imanes permanentes (normalmente cerámicos) con un soporte que permite fijarlos fácilmente a la tubería de entrada de agua de cualquier instalación. Electrica y Electrotecnia Fundamental

24. PARA EVITAR ACUMULACIONES DE CAL. Universidad Nacional de Ingeniería Este tipo de dispositivos no requiere ningún tipo de mantenimiento, ya que no tiene partes móviles ni requiere ningún producto que se consuma con su funcionamiento, simplemente hay que instalarlo en la entrada de agua de calentadores y lavadoras. Ya que, dichos aparatos son los más propensos a las acumulaciones de cal, especialmente en las resistencias que utilizan para calentar el agua. Electrica y Electrotecnia Fundamental

25. ELECTROMAGNETISMO Como se sabe, el magnetismo es un imán permanente se produce por el giro o espín de los electrones sobre su propio eje y mientras rotan alrededor del núcleo del átomo, el magnetismo se produce también cuando los electrones libres se mueven alrededor de un conductor como una corriente, esta importante reacción entre la electricidad y el magnetismo se conoce como electromagnetismo o efecto magnético de la corriente. Tal efecto se emplea mucho en la operación de circuitos, productos y dispositivos. Universidad Nacional de Ingeniería Electrica y Electrotecnia Fundamental

26. Universidad Nacional de Ingeniería CAMPO ELECTROMAGNÈTICO • Es el campo magnético que produce una corriente, se presenta en forma de círculos alrededor del conductor y su intensidad depende de la intensidad de la corriente que fluye a través del mismo. Electrica y Electrotecnia Fundamental

27. Universidad Nacional de Ingeniería SOLENOIDE Un solenoide es definido como una bobina de forma cilíndrica que cuenta con un hilo de material conductor enrollada sobre si a fin de que, con el paso de la corriente eléctrica, se genere un intenso campo eléctrico. Cuando este campo magnético aparece comienza a operar en ese momento como un imán. Electrica y Electrotecnia Fundamental

28. Universidad Nacional de Ingeniería Tipos de solenoide Solenoide de control Solenoide timbre Electrica y Electrotecnia Fundamental

29. Universidad Nacional de Ingeniería ELECTROIMÀN CON NUCLEO DE HIERRO Este consiste en alambre devanado en un núcleo de hierro, esto se debe a que el hierro es más permeable que el aire, lo cual significa que puede conducir las líneas de fuerza magnética con mayor facilidad. Por esta razón, pueden pasar mucho más líneas de fuerza entre los polos de un electro imán produciendo así un campo magnético más intenso. Electrica y Electrotecnia Fundamental

30. Universidad Nacional de Ingeniería TIMBRES Y ZUMBADORES Son dispositivos vibradores, el electromagnetismo en estos dispositivos se emplea para producir un rápido movimiento de la armadura hacia un lado y al otro lado. Electrica y Electrotecnia Fundamental

31. Universidad Nacional de Ingeniería RELEVADOR Es un interruptor operado magnéticamente que cierra o abre uno o más contactos entre sus terminales. Electrica y Electrotecnia Fundamental

32. Universidad Nacional de Ingeniería ESPECIFICACIÓN • El relevador de potencia de propósito general se especifica en términos de: • El voltaje de operación de la bovina del relevador y en todo caso esta opera con un voltaje de cc o ca. • La resistencia de su bovina. • La corriente normal de sus contactos. Esta última indica la corriente de carga segura más grande que el revelador puede controlar. Electrica y Electrotecnia Fundamental

33. Universidad Nacional de Ingeniería CONTACTOS Los contactos de un relevador se describen indicando que están normal- mente abiertos (na) y normalmente cerrados (nc), los contactos normal- mente abiertos son los que están separados cuando el relevador esta desactivado. Los contactos normalmente cerrados son los que están cerrados o en contacto cuando el relevador esta desactivados. Electrica y Electrotecnia Fundamental

34. Universidad Nacional de Ingeniería RELEVADOR DE LÁMINAS MAGNÉTICAS Formado por una lamina ferro magnético encerrado en tubo de vidrio cayado. En un arreglo completo de un revelador, el tubo se coloca próximo al campo magnético de una bovina cuando se activa la bovina las laminas entran en contacto como un resultado de la atracción magnética. En otro tipo de relevador de laminas magnéticas, el contacto y separación de las laminas se controla con imán permanente algunas veces se denomina interruptor de proximidad magnética. Electrica y Electrotecnia Fundamental

35. Universidad Nacional de Ingeniería INTERRUCTOR DE CIRCUITO MAGNETICO El disyuntor o cortacircuitos automático magnético es un dispositivo que protege a un circuito contra una corriente demasiado grande. En un tipo de disyuntor la bobina de un electro imán y dos puntos de contacto se conectan en serie con un alambre de un circuito. Cuando la corriente es mayor que la corriente normal o la medida de la cinta del corta circuito automático o disyuntor el electro imán genera un campo suficiente mente intenso para atraer la armadura, esto mueve el punto de contacto a la poción de abierto y el circuito se interrumpe. Electrica y Electrotecnia Fundamental

36. Universidad Nacional de Ingeniería Electrica y Electrotecnia Fundamental

37. Universidad Nacional de Ingeniería INDUCCION ELECTROMAGNETICA E INDUCTANCIA Si un imán se mueve cerca de un alambre su campo magnético atravesara al alambre y producirá un voltaje entre los extremos de este. Si los extremos del alambre se conectan para formar un circuito cerrado, el voltaje ocasionara que una corriente circule atabes del circuito un voltaje que se produce en esta forma se denomina voltaje inducido y la corriente producida por el mismo, corriente inducida esto se conoce como inducción electro magnética. Electrica y Electrotecnia Fundamental

38. Universidad Nacional de Ingeniería CAMPO MAGNETICO VARIABLE Se produce por el cambio del valor de la corriente. Cuando la corriente esta amentando, el campo magnético se expande hacia afuera del conductor. Una corriente continua no produce un campo magnético variable. Por esta razón, dicha corriente no puede producir inducción electromagnética. Electrica y Electrotecnia Fundamental

39. Universidad Nacional de Ingeniería TRANSFORMADOR La palabra transformador significa cambiar, se emplea para cambiar el valor de voltaje o corriente en un sistema eléctrico si reduce el voltaje se denomina reductor y si lo incrementa se denomina elevador y si no lo cambian se denomina aislador existen transformadores con núcleo de hierro y de núcleo laminado en contra poción se emplea para reducir la cantidad de energía desperdiciada en forma de calor. Electrica y Electrotecnia Fundamental

40. Universidad Nacional de Ingeniería TRANSFORMADOR Electrica y Electrotecnia Fundamental

41. Universidad Nacional de Ingeniería TRANSFORMADORES DE POTENCIA Transformador que administra el voltaje necesario a un aparato electrónico. Algunos transformadores de potencia tienen mas de un devanado secundario cada uno esta eléctricamente aislado de los demás esto permite tener barios valores de voltaje de salida un código de colores se usa para distinguir pos diferentes devanados. Electrica y Electrotecnia Fundamental

42. Universidad Nacional de Ingeniería RELACONES ENTRE VOLTAJE Y CORRIENTE Aunque un transformador de potencia pueda elevar o reducir el voltaje, su devanado secundario no puede entregar una cantidad de energía a la carga mayor a la que se suministra al devanado primario en efecto la energía que puede demandarse del devanado secundario siempre es menor que la suministrada al devanado primario. Esto se debe a la perdida de energía dentro del núcleo y de los devanados. I= P/E Electrica y Electrotecnia Fundamental

43. Universidad Nacional de Ingeniería LINEA DE TRASMICION DE ENERGIA ELECTRICA Tal línea se emplea para entregar la energía eléctrica de una central generadora alas casa y edificios. En este caso, un transformador en la central eleva el voltaje producido por el generador, gracias a este muy alto voltaje, es posible entregar la cantidad de energía en los hogares atabes de líneas conductoras de bajo voltaje. Electrica y Electrotecnia Fundamental

44. Universidad Nacional de Ingeniería AUTOINDICTACIA Cuando una corriente está cambiando de valor circula por una sola bobina se produce un campo magnético variable en torno aleya. Este efecto induce un voltaje por inducción electromagnética atabes de la misma bobina. L es el símbolo literal pera la inductancia. Electrica y Electrotecnia Fundamental

45. Universidad Nacional de Ingeniería REACTANCIA INDUCTIVA Es la oposición al cambio de corriente en una bobina, originado por la inducia de esta el ohm Esla unidad de reactancia inductiva y XL su símbolo literal. Donde F=la frecuencia de la corriente en Hertz L=la inductancia de la bobina en Henrys Electrica y Electrotecnia Fundamental

46. Universidad Nacional de Ingeniería INDUCTORES Se devanan de cierto modo que tengan inductancia. La inductancia de un inductor depende de cuatro factores: El numero de vueltas de alambre de vanado. El área de la sección transversal de la bobina La permeabilidad de los materiales de su núcleo La longitud de la bobina. Electrica y Electrotecnia Fundamental

47. Universidad Nacional de Ingeniería PRUEBA DE TRANSFORMADORES E INDUCTORES Las siguientes son las fallas más comunes en los transformadores: 1. Quemado el devanado por una corriente excesiva 2. Devanado a tierra o en corto sin el núcleo 3. Corto entre vueltas adyacentes de alambre 4. Corto entre devanado primario y secundario las primeras fayas se presentan también en los inductores. Electrica y Electrotecnia Fundamental

48. Universidad Nacional de Ingeniería Pruebas de continuidad. Puede efectuarse para determinar algunos de los devanados estén abiertos o existen cortos entre ellos y en el núcleo. Pruebas de voltaje. Prueba de voltaje en devanado secundario, para ello, se requiere aplicar un voltaje al devanado primario. Esto debe efectuarse únicamente después de inspeccionar que los extremos desnudos de los terminales del devanado secundario no estén en contacto entre si. Electrica y Electrotecnia Fundamental

49. Universidad Nacional de Ingeniería GRACIAS POR SU VALIOSA ATENCION!!! Electrica y Electrotecnia Fundamental