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    Curva de Magnetización

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    Gino André Julcamoro Lezama
    El documento describe un experimento para visualizar la curva de histéresis y obtener la curva de magnetización de un material ferromagnético. Se explican conceptos como la curva de magnetización, el ciclo de histéresis y la saturación magnética. Luego, se detallan los pasos experimentales para medir voltaje, potencia e intensidad de corriente y así construir las curvas de B vs H.

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    Curva de Magnetización

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    Gino André Julcamoro Lezama
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    El documento describe un experimento para visualizar la curva de histéresis y obtener la curva de magnetización de un material ferromagnético. Se explican conceptos como la curva de magnetización, el ciclo de histéresis y la saturación magnética. Luego, se detallan los pasos experimentales para medir voltaje, potencia e intensidad de corriente y así construir las curvas de B vs H.

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    Curva de Magnetización

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    El documento describe un experimento para visualizar la curva de histéresis y obtener la curva de magnetización de un material ferromagnético. Se explican conceptos como la curva de magnetización, el ciclo de histéresis y la saturación magnética. Luego, se detallan los pasos experimentales para medir voltaje, potencia e intensidad de corriente y así construir las curvas de B vs H.

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    de 7

    LABORATORIO N1: CURVA DE MAGNETIZACION

    1. Objetivos:

    Visualizar la curva de histresis.
    Obtener la curva de magnetizacin.

    2. Resumen:
    En el experimento realizado utilizamos algunos elementos de nuestro
    laboratorio para visualizar la curva de histresis en un circuito elctrico hecho
    con 2 condensadores y una resistencia. Luego se utiliza la fuente de corriente
    alterna y con ayuda de los instrumentos podemos sacar los datos suficientes
    para construir la curva de magnetizacin, los datos a anotar serian Intensidad
    de corriente, Potencia y Voltaje.

    3. Marco Terico

    Curva de magnetizacin
    Se denomina curva de magnetizacin de un material, o caracterstica magntica, a la
    representacin cartesiana de los valores de la induccin magntica B (en ordenadas) y
    de la excitacin magntica H (en abscisas), como se muestra en la Figura 1.

    Figura 1
    Supngase un ncleo ferromagntico de un transformador, si se le aplica una
    excitacin magntica H, surgir una induccin B. Si aumentamos la excitacin
    magntica progresivamente desde cero (aumentando la intensidad) y se representa la
    curva de magnetizacin, se observa que la induccin es proporcional a H y que el
    tramo oa (Figura 1) es prcticamente recto. Esto se debe a que la permeabilidad es
    constante y alta (cuanto ms alta es la permeabilidad ms vertical ser la grfica en
    este tramo).
    Llegados al punto a la grfica deja de ser lineal, o lo que es lo mismo, la permeabilidad
    deja de ser constante. A este tramo ab se le denomina codo de saturacin. Alcanzado
    el punto b la grfica vuelve a ser lineal. En el tramo bc el material est completamente
    saturado. Esta saturacin supone que para grandes aumentos de la excitacin no se
    detectan cambios significativos de la induccin B. En esta zona el material tiene baja
    permeabilidad (se comporta prcticamente como el aire).
    A nivel molecular, lo que sucede en los materiales ferromagnticos es que al aplicarles
    un campo los momentos magnticos de los dominios se orientan con l a medida que
    este aumenta (tramo ab). Una vez alineados con el campo se alcanza la saturacin del
    material (a partir de b) lo que supone que no existen ms dominios que puedan
    contribuir a la induccin o magnetizacin del material. Por esta razn, una vez
    saturado el material, el valor de la induccin prcticamente no vara.
    Para un mejor aprovechamiento del material (mnima seccin) los ncleos de las
    maquinas se disean para que, con sus valores nominales de funcionamiento, trabajen
    cerca del comienzo del punto a (codo de saturacin).

    Ciclo de histresis
    En un material ferromagntico se sabe que al retirarle el campo aplicado no vuelve a
    su estado original ya que conserva un magnetismo remanente. Por lo tanto, si
    partiendo del punto del punto c de la Figura 1, se disminuye el valor de la excitacin
    hasta anularla se observa que la nueva grafica no coincide con la inicial (Figura 2).
    Puede observarse que en ausencia de excitacin (H=0) el valor de la induccin no
    toma un valor nulo si no que viene dado por el valor del tramo OD en ordenadas. Este
    valor se conoce como magnetismo remanente.

    Figura 2
    Este magnetismo remanente lo origina los momentos magnticos de los dominios del
    material que no vuelven al estado original despus de retirar el campo aplicado, sino
    que quedan parcialmente orientados. Todos los materiales ferromagnticos presentan
    un cierto grado de magnetismo remanente, algo que es de especial importancia en las
    maquinas elctricas.
    Si ahora se contina disminuyendo el valor de H y luego aumentndolo nos quedara
    una curva como en la Figura 3 , la cual es conocida como la Curva de Histresis.

    Figura 3

    Ahora deduciremos las ecuaciones para las tensiones proporcionales a H y B.
    La intensidad del campo magntico H est definida como:


    Como la curva de magnetizacin es el lugar de los vrtices de los lazos de histresis
    producidos por fuerzas magnetizantes de valores mximos distintos.
    En el vrtice


    Para nuestro caso,
    Siendo ahora la intensidad del campo magntico H expresada como:


    Para la Densidad del flujo de magntico B la cual est definida como:


    En el vrtice


    Entonces la ecuacin de la densidad del flujo magntico queda expresada as:






    4. Equipos y Materiales

    1. Ncleo de material ferromagntico
    2. 2 bobinas de cobre N1=600 , N2=400
    3. Do resistencias R1=100 , R2=100 k
    4. Fuente de corriente alterna
    5. Osciloscopio
    6. Condensador C2=0.2 uF
    7. Multmetro
    8. Protoboar








































    5. DATOS EXPERIMENTALES

    - Mediremos el voltaje, la potencia y la intensidad de corriente para el circuito
    N2.

    Tabla 1.









    - Con los datos obtenidos hallaremos B(densidad de campo magntico) y
    H(intensidad de campo magntico) con las siguientes ecuaciones:

    Para hallar la densidad de campo:



    Para la intensidad de campo magntico:





    Tabla N2


    89.771 9.99992 49.62 7813.27
    89.864 20.99994 99.24 16407.95
    89.877 30.99993 148.86 24221.28
    89.876 43.9999 198.48 34378.59
    89.917 79.99992 248.1 62506.61
    89.945 167.99992 297.72 131263.96
    VOLTAJE
    (V)
    POTENCIA
    (W)
    INTENSIDAD DE
    CORRIENTE (mA)
    25 1 10
    50 2.5
    21
    75 5 31
    100 9.5 44
    125 14.5 80
    150 24 168
    175 42 390
    200 72.5 855

    con 260 y 9.45


    2

    co ENTONCES co
    1

    ENTONCES

    con

    36.2 y 400
    0
    50
    100
    150
    200
    250
    300
    350
    400
    450
    0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 800000
    89.965 389.99993 347.34 304719.5
    89.976 854.99993 396.96 668039.56


    Tabulando los valores de H vs B tenemos:






















    Figura 1



    6. Analisis.
    En la Figura 2 podemos apreciar la curva de histresis para el primer
    experimento.
    En la figura 1 podemos apreciar la curva de magnetizacin obtenida por los
    datos medidos en clase.








    Figura 2
    Grfica H vs B
    7. CONCLUSIONES

    En un ncleo ferromagntico de un transformador, si se le aplica una excitacin
    magntica H, surgir una induccin B. Si aumentamos la excitacin magntica
    progresivamente desde cero (aumentando la intensidad) y se representa la
    curva de magnetizacin B-H, se observa que la induccin es proporcional a H y
    que hasta cierto tramo es prcticamente recto. Esto se debe a que
    la permeabilidad () es constante y alta (cuanto ms alta es la permeabilidad
    ms vertical ser la grfica en este tramo).

    Llegados a cierto punto la grfica deja de ser lineal, o lo que es lo mismo, la
    permeabilidad () deja de ser constante. A este tramo se le denomina codo de
    saturacin. Alcanzado el punto, la grfica vuelve a ser lnea, en dicho tramo el
    material est completamente saturado. Esta saturacin supone que para
    grandes aumentos de la excitacin no se detectan cambios significativos de la
    induccin B. En esta zona el material tiene baja permeabilidad (se comporta
    prcticamente como el aire).

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