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Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Ingeniería División de Ciencias Básicas Laboratorio de electricidad y magnetismo

Previo #12

1 Describe el principio de funcionamiento de un transformador: Es un aparato para elevar o reducir las tensiones eléctricas o para hacer variar alguna de las características de las corrientes alternas. Este funciona por inducción electromagnética, carece de piezas móviles y solamente transforma corrientes alternas con otras corrientes también alternas, consta de un núcleo de hierro dulce sobre el cual se devanan dos conductores: el primario por el cual pasa la corriente que se ha de transformar y el secundario, en el cual se engendra la corriente transformada. 2. Algunas aplicaciones de los transformadores: Están el generador de corriente alterna (alternador), generador de corriente directa y el motor de corriente eléctrica.

3 Describe los componentes principales de un motor Rotor: El rotor esta formado por chapas magnéticas, barras conductoras y aletas de ventilación, tal como lo muestra la figura anterior. Este esta constituido por tres partes principales Núcleo: formado por una maqueta de laminas o chapas de hierro de elevada calidad magnética. Eje : sobre el cual va ajustado el paquete de chapas. Jaula de ardilla: consiste en una serie de barras de cobre de gran sección alojada en sendas ranuras axiales practicadas en la periferia del núcleo y unidas en corto circuito mediante dos gruesos aros de cobre, situados en cada extremo de núcleo. Estator: El estator tiene como finalidad principal sustentar las piezas polares, las bobinas de campo y cierra el circuito magnético de la máquina. Contiene una pesada carcasa de acero o fundición dentro de la cual esta metido a presión un núcleo de chapas, de dos arrollamientos de hilos de cobre aislado alojado en las ranuras y llamado respectivamente arrollamiento principal o de trabajo y arrollamiento auxiliar o de arranque. Carcasa: Por lo general de acero fundido, sirve de soporte y protege todos los elementos del motor. Tapas o escudos: Tienen por objetivo principal para proteger el rotor de un posible contacto con el estator, además de sustentar los rodamientos o cojinetes que a su vez sirven de sustentación y de sistema de giro del rotor. Los dos cojinetes cumplen la siguientes funciones; sostener el peso del rotor, mantener exactamente entrado en el interior del estator, permitir el giro con la mínima fricción y evitar que el rotor llegue a rozar con el estator. Sujeción: Son cuatro, con hilos en cada extremo. El principal objetivo es montar dar apriete al conjunto centradamente.

4. Describe el principio de operación de un motor de corriente directa El motor de corriente continua es una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica, provocando un movimiento rotatorio. En la actualidad existen nuevas aplicaciones con motores eléctricos que no producen movimiento rotatorio, sino que con algunas modificaciones, ejercen tracción sobre un riel. Estos motores se conocen como motores lineales. 5. Aplicaciones del motor de corriente directa El motor de Corriente Continua es particularmente adecuado para 'tracción'. Trenes y Ascensores. Debido a su alto 'torque' de arranca. El torque de arranque es la 'fuerza de giro' que posee el motor al arrancar. Dado que el torque es muy elevado puede 'romper la inercia' que posee la masa del tren o del ascensor cuando esta detenida y debe iniciar la marcha, repleto de gente. Bibliografia: Jaramillo G., A. Alvarado. Electricidad y Magnetismo. Segunda edición. Ed. Trillas, México, 2004.

Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Ingeniería División de Ciencias Básicas Laboratorio de electricidad y magnetismo

Previo #11

1 Describe brevemente el fenómeno de la Inducción Electromagnética: 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). Por otra parte, Heinrich Lenz comprobó que la corriente debida a la f.e.m. inducida se opone al cambio de flujo magnético, de forma tal que la corriente tiende a mantener el flujo. Esto es válido tanto para el caso en que la intensidad del flujo varíe, o que el cuerpo conductor se mueva respecto de él. 2. Define el concepto de flujo magnético El flujo magnético en un campo magnético perpendicular a una superficie, es el número de líneas que atraviesan la misma. Su símbolo es phi y su unidad en el S.I. es el weber [Wb]. 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 =108maxwells). [Wb]=[V]·[s]1

Flujo magnético por una espira. Si el campo magnético B es vector paralelo al vector superficie de área S, el flujo Φ que pasa a través de dicha área es simplemente el producto del valor absoluto de ambos vectores: En muchos casos el campo magnético no será normal a la superficie, sino que forma un ángulo φ con la normal, por lo que podemos generalizar un poco más tomando vectores: 3 ¿Qué entiendes por un flujo concatenado por una espira?

4. Enuncia la Ley de Faraday Supóngase que una bobina con N vueltas se somete a un cambio en el flujo magnético a través de la bobina. Si ocurre una modificación en el flujo __ en un tiempo _t, entonces la fem promedio inducida entre las dos terminales de la bobina está dad por:

Ei= − N __ _t En donde: Ei= fuerza electromotriz inducida. N= número de espiras de la bobina. __= flujo magnético que cruza a través de una de las espiras. 5. Enuncia la Ley de Lenz Ley: "El sentido de la corriente inducida sería tal que su flujo se opone a la causa que la produce". 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:

Bibliografia: Jaramillo G., A. Alvarado. Electricidad y Magnetismo. Segunda edición. Ed. Trillas, México, 2004.