UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRES DE FEBRERO GUIA DE EJERCICIOS: C A MPO MAGNETICO Y CIRCUITOS MAGNETICOS INGENIERIA DE SONIDO ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRES DE FEBRERO ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO GUIA DE EJERCICIOS: C A MPO MAGNETICO Y CIRCUITOS MAGNETICOS INGENIERIA DE SONIDO Titular: Ing. Alejandro Di Fonzo Jefe de Trabajos Prácticos: Lic. María Inés Auliel

2 Si fuera necesario, utilice las curvas de magnetización adjuntas en la presente guía para la realización de los ejercicios. Ejercicio 1 Una bobina circular de 5 cm de radio tiene 12 vueltas y se encuentra en el plano xy. Por ella circula una corriente de 4A. Determinar el campo magnético sobre el eje en d=15 cm y d=3m. Ejercicio 2 Determinar el campo magnético en el centro de un solenoide de 20 cm de longitud, de 600 vueltas por el que circula una corriente de 4A. En que difiere el resultado si el solenoide es infinito? Ejercicio 3 Determinar el campo magnético en el centro de una espira de corriente cuadrada de lado L=50 cm, por la cual circula una corriente de intensidad 1.5 A. Ejercicio 4 Los rieles de una vía férrea están separados un metro y están separados eléctricamente uno del otro. Un tren que pasa sobre los rieles a 100 km/h, establece una conexión eléctrica entre ellos. Si el campo magnético terrestre tiene un componente vertical de 0.20 Gauss. Calcular la fem inducida entre las ruedas del tren que conectan los dos rieles.

3 Ejercicio 5 Un campo magnético uniforme está confinado en una región cilíndrica del espacio de sección circular y radio 5 cm, siendo las líneas de campo paralelas al eje del cilindro. Si la magnitud del campo varía con el tiempo según la ley B (t)= t (en unidades del sistema internacional) Calcular la fem inducida en una espira conductora de radio r, cuyo plano es perpendicular a las líneas de campo en los siguientes casos: a) El radio de la espira es 3 cm y está situada de forma que el eje de simetría de la región cilíndrica, donde el campo es uniforme, pasa por el centro de la espira. b) El radio es 3 cm y el centro de la espira dista 1 cm de dicho eje. c) El radio es 8 cm y el eje pasa por el centro de la espira. d) El radio es 8 cm y el centro de la espira dista 1 cm de dicho eje. Ejercicio 6 Una bobina circular de 30 vueltas y radio 4 cm se coloca en un campo magnético perpendicular al plano de la bobina. El modulo del campo magnético varia con el tiempo de acuerdo a la expresión B (t)= t 2 donde t esta expresado en seg. y B en teslas. Calcular el fuljo magnético que atraviesa la bobina en función del tiempo y la fem inducida en la bobina luego de 5 segundos. Ejercicio 7 Para el núcleo de la figura determine la densidad de flujo de B en teslas. Ejercicio 8 Calcular la fuerza magneto motriz para el circuito de la figura.

4 Ejercicio 9 Para el circuito magnético en serie de la figura, encuentre el valor de corriente necesario para desarrollar un flujo magnético de Wb. Ejercicio 10 Determine la corriente secundaria I2 para el transformador de la figura si el flujo resultante es en el sentido de la manecillas del reloj en el núcleo es de Wb. Ejercicio 11 Determinar la corriente necesaria para establecer un flujo de Wb en la sección del núcleo indicada en la figura.

5 Ejercicio 12 Calcule el flujo en el circuito magnético de la figura. Ejercicio 13 Para el transformador de la figura encuentre: (a) la inductancia mutua (b) el voltaje inducido en la bobina primaria si el flujo crece a razón de 450 mwb/seg. (c) ídem (b) pero para el secundario. (d) encuentre los voltajes inducidos en el primario y secundario si la corriente crece a razón de 0.2 A/mseg. Ejercicio 14 Para el transformador de la figura encuentre el flujo máximo y las vueltas del secundario. Calcule la razón de transformación.

6 Ejercicio 15 Se dispone de un circuito magnético, representado como en la siguiente figura formado por tres tramos de diferentes materiales ferro magnéticos y cuyas curvas de magnetización B vs. H se representan en la tabla 1. Las longitudes y secciones medias de los tramos 1, 2 y 3 se encuentran representadas en la tabla 2. Calcule la corriente I que debe circular por el devanado de 300 espiras si se desea obtener un valor de inducción magnética en el tramo 3 de 0.7 Tesla. Cuál será el valor de la inductancia del devanado en estas condiciones? Tabla 1. Datos de las curvas de Magnetización para los materiales 1, 2 y 3. Tabla 2. Secciones y longitudes medias de los diferentes tramos del circuito magnético.

7 Curvas de Magnetización para el acero laminado, acero y hierro.

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