Fundamentos de Máquinas Eléctricas y Principios de Electromagnetismo

Introducción a las Máquinas Eléctricas

Una máquina eléctrica es un dispositivo capaz de transformar una forma de energía en energía eléctrica y viceversa. Se incluyen también las máquinas que transforman una misma forma de energía, pero con una magnitud distinta.

Clasificación según su Función

• Generador: transforma energía mecánica en energía eléctrica.
• Motor: transforma energía eléctrica en mecánica haciendo girar un eje.
• Transformador: conserva la forma de energía, pero transforma sus características (tensión e intensidad).

Conceptos Fundamentales de Magnetismo

Teoría Molecular de los Imanes

Los imanes tienen la particularidad de que todas sus moléculas están perfectamente orientadas y ordenadas con sus respectivos polos del imán.

El Campo Magnético y sus Elementos

Campo magnético: es el espacio próximo a un imán en el cual son apreciables los fenómenos magnéticos originados por dicho imán. Este campo magnético queda descrito por las líneas de fuerza, las cuales van de un polo al otro (de Norte a Sur).

Conductor: la intensidad en el campo magnético desarrollado por el conductor es directamente proporcional a la intensidad de corriente que circula por él.

Espira: la forma de conseguir un campo más intenso es poner el conductor en forma de anillo o espira, ya que un conductor recto produce un campo muy disperso y, por tanto, muy débil.

Magnitudes y Propiedades Magnéticas

Inducción y Fuerza

Inducción magnética: es la cantidad de líneas de fuerza que atraviesan perpendicularmente la superficie. Su unidad de medida son los Teslas (T).

Fuerza magnetomotriz: es la capacidad que tiene una bobina para crear líneas de fuerza en un circuito magnético.

Intensidad del campo magnético: nos indica qué tan denso es el campo magnético en una bobina en función de su distancia.

Resistencia y Permeabilidad

Reluctancia: nos indica si un material deja establecer líneas de fuerza en mayor o menor grado. Los materiales no ferromagnéticos, como el aire, tienen una reluctancia muy alta.

Permeabilidad magnética: nos indica el comportamiento de los materiales cuando las líneas de fuerza intentan atravesarlos; por tanto, nos da una idea de qué tan buen o mal conductor magnético es cada material.

Comportamiento de los Materiales

Curva de magnetización: cuando sometemos a un material a un campo magnético creciente, la inducción magnética aumenta proporcionalmente hasta un punto de saturación, donde empieza a aumentar mucho más lento. Esta curva depende de la naturaleza de cada material.

Clasificación de los Materiales

• Ferromagnéticos: favorecen el paso de las líneas de fuerza. Con ellos se consigue multiplicar el efecto magnético.
• Paramagnéticos: las líneas de fuerza encuentran la misma resistencia en ellos que a través del aire.
• Diamagnéticos: ofrecen una oposición al paso de las líneas de fuerza.