Ramón Guerrero Pérez - Electrotecnia. ENAE0108

Bobina

Es un dispositivo que consiste en un hilo de cobre enrollado. Es capaz de almacenar energía a través de un campo magnético que genera, la cual dependerá, entre otras cosas, del número de espiras (vueltas) que presente el hilo (a más vueltas, más energía).

Esta magnitud caracteriza a los materiales magnéticos y expresa la oposición que presentan los mismos cuando se encuentran influenciados por un campo magnético. Se mide en amperios-vuelta / Weber(Av / Wb).

Mediante esta expresión se puede calcular fácilmente la reluctancia conociendo la fuerza magnetomotriz (F) y el flujo magnético Φ. Esta ley se denomina Ley de Hopkinsony es análoga a la Ley de Ohm de los circuitos eléctricos:

R = F / Φ

Aplicación práctica

Calcule la reluctancia de una bobina de 20 espiras (N =20), recorrida por una intensidad de 2 A y sometida a un flujo magnético (Φ) de 10 Wb.

SOLUCIÓN

Para poder calcular la reluctancia, es necesario conocer la fuerza magnetomotriz de la espira:

F = N · I; F = 20 · 2; F = 40 Wb

Una vez conocida la fuerza magnetomotriz, es posible calcular la reluctancia:

R = F / Φ; R= 40 / 10; R= 4 Av/Wb

La espira tiene una reluctancia de 4 Av/Wb

El magnetismo estudia las fuerzas de atracción y repulsión que existen entre ciertos materiales (ferromagnéticos), mientras que el electromagnetismo relaciona los fenómenos eléctricos y magnéticos de forma conjunta.

Existen algunas leyes básicas que describen algunos aspectos del electromagnetismo, como: Ley de Biot y Savart, Teorema de Ampère y Ley de Faraday.

Un circuito magnético es el camino que va de un polo magnético a otro cuando se establecen, entre ellos, líneas magnéticas. Existen dos tipos fundamentales de circuitos magnéticos: los homogéneos y los heterogéneos.

Las magnitudes magnéticas más importantes son: la intensidad magnética, el flujo magnético, la fuerza magnetomotriz y la reluctancia.

Ejercicios de repaso y autoevaluación

1. Una bobina es un elemento que...

1 ... es capaz de producir corriente eléctrica.

2 ... es capaz de almacenar energía.

3 ... se utiliza en circuitos de corriente continua.

4 ... no deja pasar la corriente eléctrica.

2. Complete la frase:

El electromagnetismo es una rama de la _________ que unifica los fenómenos ___________ y magnéticos.

3. Michael Faraday descubrió...

1 ... que las líneas del campo magnético son cerradas.

2 ... que la tierra, en realidad se comporta como un inmenso imán.

3 ... la posibilidad de generar corriente eléctrica en un conductor por variación del flujo magnético.

4 ... un teorema que permitiría calcular el valor de la intensidad del campo magnético en zonas concretas de un circuito cerrado.

4. Si se rompiese un imán justo por la zona que separa los dos polos se obtendrían...

1 ... dos imanes independientes.

2 ... dos materiales incapaces de generar campo magnético alguno.

3 ... dos polos (N y S) independientes.

4 ... dos metales cargados eléctricamente.

5. Calcule el flujo magnético en una superficie de 0,5 m2 sobre la que actúa un campo magnético de intensidad 10 T .

Capítulo 3

Circuitos eléctricos

El campo del diseño y la implantación de circuitos trata de la utilización de componentes eléctricos y electrónicos para realizar funciones específicas. Estos componentes son dispositivos que presentan determinadas relaciones entre las magnitudes de tensión y corriente que existen entre sus terminales.

Un circuito consiste en la interconexión eléctrica de componentes electrónicos, generalmente mediante un hilo o cable conductor, con el propósito de que realicen una función específica.

Todo circuito tiene que estar alimentado por una fuente de energía, que es la que suministra la corriente eléctrica que permite el funcionamiento del circuito. Los circuitos de corriente continua son alimentados por una fuente de tensión que aporta una corriente directa invariable en el tiempo denominada corriente continua. En este tipo de circuitos, el sentido de los electrones es siempre el mismo y se suelen utilizar en aplicaciones que requieran un voltaje relativamente pequeño.

Todo circuito eléctrico debe presentar, además de la fuente de energía o alimentación (y de los elementos conductores de interconexión), un elemento denominado carga.La carga es un dispositivo encargado de transformar la energía eléctrica en trabajo. En los circuitos de corriente continua, la carga suele ser resistiva (resistencia).

La corriente alterna tiene una clara ventaja respecto a la continua, ya que la primera puede ser transportada a grandísimas tensiones y distancias sin experimentar pérdidas energéticas notables.

Este tipo de circuitos son los que constituyen las instalaciones eléctricas en los hogares y sin ella no se podrían utilizar los aparatos eléctricos que se manipulan día a día.

Además de las resistencias, este tipo de circuitos suele presentar otros tipos de cargas: inductivas (bobinas), capacitivas (condensadores), etc.

Los circuitos alimentados por una única señal alterna se denominan monofásicos,aunque los más usados en la industria son los llamados circuitos trifásicosde corriente alterna.

Sabía que...

Más del 99 % de la energía eléctrica que se utiliza es generada en forma de corriente alterna.

Un generador trifásico (fuente que alimenta los circuitos trifásicos) se puede imaginar como si estuviese formado por tres fuentes de alimentación monofásicas. Cada una de estas fuentes aporta una señal alterna o fasede igual magnitud que las demás pero desfasadas en el tiempo (medido en grados). A continuación, se muestra una gráfica que refleja la evolución de la tensión en el tiempo de una señal trifásica:

La principal ventaja de estos circuitos es el mejor control que se puede efectuar sobre cualquier carga o dispositivo conectado a una fuente alterna.

El hecho de que este tipo de corrientes aporten un beneficio económico y de rendimiento (con respecto a la corriente continua), hace que estén presentes en casi todas las aplicaciones que requieran un consumo energético de cierta importancia.

Recuerde

Los circuitos alimentados pon una única señal alterna se denominan monofásicos, aunque los más usados en la industria son los llamados circuitos trifásicos de corriente alterna.