Electro iman
Electro iman gy lostjrr no•R6pR 17, 2011 6 pagos ELECTROIMAN Gamboa Parra, Faiber Isain Suarez rueda, Jhon Alexander Calderón Rodríguez, Jonnathan [email protected] edu. co [email protected] edu. co Ingeniería en Energía Ingeniería Mecatronica [email protected] edu. co Ingeniería mecatronica Este articulo describe un proceso que se llevo a cabo durante todo el semestre acerca de la investigación, análisis, y la construcción de un electroimán.
La metodología utilizada para la realización del proyecto fue investigar los principios ffsicos y el funcionamiento de un electroiman des ués realizamos álculos aproxlmado la construcción del m en cada bobina, la co sometido nuestro el realizar este proyect or6 nte v ensables para ero de vueltas la al debería estar I objetivo.
Decidimos electroiman podemos comprende algunos principios físicos como el flujo magnético, campo magnético, reluctancia y leyes fundamentales como la ley de Ampere, Ley de Hopkinson que son ampliamente aplicados y utilizados diariamente en las aéreas de ingeniería, Su principal uso es a nivel industrial, para levantar gran cantidad de chatarra, o transportar grandes pesos en cortas distancias. Palabras Clave— Electroimán, Flujo magnético, Inductancia, Ley de Amper.
INTRODUCCIÓN Un electroimán es un tipo de imán en el que el campo magnético se produce mediante el flujo de una corriente eléctrica,
Se usan electroimanes muy potentes en grúas para levantar pesados bloques de hierro y acero, y para separar magnéticamente metales en chatarrerías y centros de reciclaje, también se usan en los motores eléctricos rotatorios para producir un campo magnético rotatorio y en los motores lineales para producir un campo magnético itinerante que impulse la armadura. Para la realización de este electroimán, se realizo un proceso de 3 etapas: investigación, análisis y experimentación. El primer paso fue consultar que conceptos físicos se requerían para armar n electroimán, materiales requeridos y que leyes de la ffsica debía cumplir.
Luego se procedió a hacer cálculos de que voltaje necesitaba, que corriente puede resistir, cuantas espiras necesita alrededor de su núcleo de hierro y que flujo magnético corría a través de él. Una vez obtenidos estos datos, se adquirieron todos los materiales necesarios para su construcción, que fueron un núcleo de hierro, alambre de cobre #17 y material aislante. CONTENIDO DEL INFORME LEY DE AMPERE ley de Ampere, también conocida como efecto Oersted, relaciona un campo magnético estático con la causa que la roduce, es decir, una corriente eléctrica estacionaria.
Es análoga a ley de Gauss. FLUJO MAGNÉTICO El flujo magnético, representado con la letra griega CD, es una medida de la cantidad de magnetismo, y se calcula a partlr 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. FUERZA MAGNETOMOTRIZ Es aquella capaz de producir un flujo magnético entre dos puntos de un circuito magnético N: número de espiras de la bobina I: intensidad de la corriente en amperios.
ERMEABlLlDAD la capacidad de una sustancia o medio para atraer y hacer pasar a través de sí los campos magnéticos, la cual está dada por la relación entre la intensidad de campo magnético existente y la inducción magnética que aparece en el interior de dicho material. = 6000 CAMPO MAGNETICO La inducción magnética o densidad de flujo magnético, cuyo símbolo es B, es el flujo magnético por unidad de área de una sección normal a la dir ja, y en algunos textos 31_1f6 modernos recibe el nombr ad de campo magnético, debe a las líneas de campo de contorno y a las complejas eometrías.
Puede simularse usando análisis de elementos finitos. Sin embargo, es posible estimar la fuerza máxima bajo condiciones específicas. Si el campo magnético está confinado dentro de un material de a ta permeabilidad, como es el caso de ciertas aleaciones de acero, la fuerza máxima viene dada por: Reemplazando tenemos: Realizados los cálculos, se construyó el electroimán con las especificaciones dadas, utilizamos la siguiente tabla para escoger el calibre del alambre para el embobinado el cual fue de cobre #17, además de un material aislante para prevenir posible obrecalentamiento del embobinado. rabia I Units for Magnetic Properties ISYMBOL I QUANTITY [CONVERSION FROM GAUSSIAN AND m 14(M ICGS EMIJ to SI a magnetic flux II 10(8Wb – 10(8 magnetic flux density, II G ( 10(4T 10(4 Wb/m2 magnetic induction magnetic field strength II Oe ( Alm magnetic moment II erg/G 1 emu IO(3J/T Imagnetization 1 = 1 emu/cm3 103 Alm magnetization specific magnetiza Alm G•g) 1 emWg( 1 A•m2/kg – 1 emulg( 1 A•m2/kg Imagnetic dipole I moment II erg/G- 1 emu 10(10 Wb•m magnetic polarization | 1 10(4 T susceptibility II ( = 1 emu/cm3 mass susceptibility 1 cm3/g ( ( 10(3 m3/kg ermeability II 10(7 H,’rn 10(7 Wb/(A. ) I relative permeability ( (r I energy density | 1 erg/cm3 ( 10(1 J/m3 demagnetizng factor II ( 1/(40 RESULTADOS Los resultados obtenidos luego de realizar las pruebas con el electroimán, es que levanta más peso al trabajar con corriente continua, que al trabajar con corriente alterna, además la corriente alterna ocasiona ruido al entrar en contacto con la placas metálicas que sostiene, eso debido a que el voltaje y la corriente varian. Con corriente continua, se necesita de menor voltaje (con 12 V y 13 A levanta más de 80 kg fácilmente), oblando nuestro objetivo planteado al principio del curso el cual era levantar 40kg.
Vale aclarar que para que el electroimán funcione correctamente, debe tocar el material que va a levantar, para que el flujo magnético siga su curso y logre una buena fuerza de atracción, es decir, el imán no levantara peso a menos que toque la superficie de dicho material. CONCLUSIONES Al trabajar con un electroimán, es mejor trabaj superficie de dicho material. Al trabajar con un electroimán, es mejor trabajar con corriente continua y ser conectado en paralelo para aprovechar al máximo us propiedades físicas, debido a que tiene un flujo constante de corriente y el voltaje no varía.
El material del que este fabricado el núcleo es de los aspectos más importantes en un electroimán, debido a que este materia es el que se opondrá al paso del flujo magnético, a mayor reluctancia, menor es el fluJ0 que pasa por unldad de área. Al aplicarse mayor corriente, el electroimán logra levantar mayor peso, con bajo voltaje, esto lo demuestra la ley de Hopkinson, REFERENC AS 1] J. Cathey. Maquinas eléctricas. Editorial McGraw Hill. 2] www. sapiesman. com/circulto_magnetico ] http://www. asifunciona. om/electrotecnia/ke_electromag/ke _electromag_3. htm 41 http://es. wikipedia. org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico Autores Faiber Isain Gamboa Parra: Estudiante de 6to semestre de Ingeniería en Energía en la Universidad Autónoma de Bucaramanga (UNAB), egresado del colegio municipal de bachillerado de Cúcuta, en la especialidad de ciencias. Jonnathan Alexander Calderón Rodríguez: Estudiante de 7to semestre de Ingeniería Mecatronica en la Universidad Autónoma de Bucaramanga (UNAB), e Instituto Técnico Superior «Damaso Zapata», en la es Sistemas.
