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INEM
JOSE FELIX DE RESTREPO
GUIA DE APRENDIZAJE No 12
ASIGNATURATEORÍA DE
ELECTRICIDADGrado XI
III PERIODO
CONTINUACIÓN ELECTROMAGNETISMO.
Ya sabemos que un conductor por el que va una corriente se comporta como
un imán (enrollamos el alambre en forma de bobina para intensificar el
campo magnético). Como lo que tenemos es un imán (bueno, es un
electroimán), entonces se dice que esa corriente eléctrica puede ejercer una
fuerza magnética sobre el polo de otro imán.
Y al revés, podemos decir que un polo magnético de un imán (con su campo
magnético H), ejerce fuerza (F) sobre las corrientes eléctricas. Esto constituye
el principio del motor eléctrico; porque se tiene un campo magnético de un
imán y unas bobinas por donde va una corriente (esa corriente se produce en el
momento en que se enciende el motor): como consecuencia se produce una
fuerza F que mueve al motor.
Tabla 1.Variables presentes en un motor
Campo magnético de un imán ok
Conductor en la forma de Bobinas ok
Se aplica voltaje, y si encendemos
el suiche, el motor se mueve.
ok
Como una consecuencia de que estén ok las variables presentes en un motor
en la Tabla 1, el motor arrancará.
Profesores: Orlando Castañeda
Guía de Aprendizaje Teoría de Electricidad Grado X I
Arranca el motor
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Figura1. Principio del motor eléctrico.Imagen Tomada del libro “Tecnologías”, de José López Méndez.Es posible realizar esta experiencia.
Hay motores de voltaje alterno y de voltaje continuo. En la industria se usan
mayormente los de alterna. Los de continua se usan por ejemplo en los
vagones del Metro de Medellín los que funcionan a 1500 voltios continuos
porque permite de forma más cómoda controlarle la velocidad. EPM
suministra energía al Metro con subestaciones a 110000 voltios y finalmente
el Metro mediante Transformadores baja ese voltaje y lo rectifica y alimenta al
sistema de Catenaria con los 1500 voltios mencionados. El sistema de
Catenaria son los postes y cables aéreos que se ven a lo largo de la Línea del
Metro y le suministran energía a los vagones; y los vagones tocan esa línea de
1500 voltios mediante el Pantógrafo. Véase la Figura 2.
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Figura 2. Aspecto del Metro de Medellín.
Figura 3. Sistema Catenaria.
En un generador de energía alterna sucede lo contrario a un motor:
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Poste de Catenaria
Pantógrafo
Línea a 1500 voltios
Línea a 1500 voltios
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Tabla 2. Variables presentes en un generador
Campo magnético de un imán ok
Conductor en la forma de Bobinas ok
Una turbina aplica movimiento a las
bobinas.
ok
Como una consecuencia de que estén ok las variables presentes en un
generador en la Tabla 2, este generará un voltaje.
Siempre que exista movimiento entre un imán y unas bobinas se puede
producir voltaje, el que llaman voltaje inducido (esta es la llamada inducción
electromagnética). Como lo describe la Tabla 2, puede girar la bobina y el
imán (por ejemplo de herradura) es el que está quieto, y se produce voltaje
inducido. O al contrario, puede estar la bobina quieta y el que se mueve es el
imán y se tendrá igual voltaje inducido. Ese último caso lo muestra la Figura
4.
El equipo que genera voltaje alterno se llama alternador. Y el que genera
voltaje continuo se llama dinamo.
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Genera voltaje el generador
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Figura 4. Generador. Principio del generador de voltaje alterno.Imagen Tomada del libro “Tecnologías”, de José López Méndez.Es posible realizar esta experiencia.
INDUCCIÓN MAGNÉTICA Se llama inducción magnética al fenómeno por el cual determinado material
se imanta al encontrarse en un campo magnético. El imán que produce el
campo es el inductor (campo magnético inductor) y el cuerpo que se imanta
es el inducido. El magnetismo que adquiere el inducido aumenta al aumentar
al aumentar el campo inductor, pero llega un momento en que el cuerpo no
adquiere magnetismo adicional a pesar de seguir aumentando el campo
inductor; se dice entonces que el cuerpo está saturado.
Algunos cuerpos pierden su magnetismo al suprimir el campo inductor (esos
son los imanes temporales). Pero otros permanecen imantados aun después de
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suprimir el campo inductor (esos son los imanes permanentes cuyo
magnetismo que conservan se llama magnetismo remanente.).
El campo magnético resultante en el interior de un material magnetizado se
llama inducción magnética y se representa por B.
B = µ H Ecuación 1
Donde:
H: intensidad de campo magnético µ: permeabilidad magnética del material magnetizado.
De clases pasadas (consultar en el cuaderno el tema de fuerza entre imanes),
verá que:
H = m /µd2 Ecuación 2
Pongamos la ecuación 2 en la 1:
B = µm/µd2
B = m/d2
Donde:
m es la masa magnética de un polo de un imán en Weber
d es una distancia en metros.
Entonces se dice que las unidades de B son Weber/ metro2
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El campo magnético creado por una corriente eléctrica puede emplearse para
imantar una pieza de hierro. Lo usual es que se coloca la pieza en forma de
barra en el centro de un solenoide durante cierto tiempo.
Taller
1. ¿Por qué una corriente puede ejercer una acción magnética sobre un imán?
2. Explique cómo es el principio del motor eléctrico, Como es que funciona desde el punto
de vista del electromagnetismo.
3. ¿Desde el punto de vista del voltaje que tipo de motores hay?
4. ¿Conoce usted aplicativos de los motores dependiendo del voltaje de alimentación?
5. ¿Hay alguna razón en especial para usar motores de corriente continua?
6. ¿En el Metro de Medellín que es el Sistema de Catenaria?
7. ¿A qué voltaje está el Sistema de catenaria del Metro de Medellín?
8. Se observa que el Metro de Medellín se mueve con tres vagones o con seis. ¿Algunos de
ellos recogen la energía que necesitan a través de que dispositivo?
9. Haga un dibujo del sistema Catenaria del Metro de Medellín. Colóquele nombres a sus
partes.
10¿Para que un generador funcione que variables deben estar presentes?
11. ¿Por qué se dice que un motor y un generador funcionan de forma inversa? Observe las
Tablas 1 y 2 y las Figuras 1 y 4.
12. ¿Qué es la inducción electromagnética? Explique las dos maneras en que se da la
inducción electromagnética.
13. ¿Qué es la inducción magnética?
14. ¿Qué es un inductor y que es un inducido?
15. Diferencie entre imanes permanentes y temporales.
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16 La inducción magnética se representa por B y es igual a µH (donde µ es un dato
constante y H es el valor del campo magnético).
Si H = m / µd2 (donde m es la masa magnética de un polo de un imán y d es una distancia).
Verifique que B se puede escribir también como m/d2
17. Diferencie entre un dinamo y un alternador.
18.¿Que experiencia realizaría usted, la de la figura 1 o la de la figura 4?
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