Máquinas Eléctricas I – FACET – UNT – Año 2018
16/08/2018
Trabajo Práctico de Resolución de Problemas N° 1 Circuitos Magnéticos Problema N° 1 Una bobina con núcleo de aire tiene una inductancia de 38,2 [mHy] y toma una corriente de 18,5 [A] cuando está conectada a una fuente de tensión senoidal de 240 [V], 50 [Hz]. Determinar: a) La constante de tiempo de la bobina. b) El valor máximo de la energía almacenada en el campo magnético. c) La energía disipada en forma de calor por ciclo. Problema N° 2 Un circuito magnético está formado por un anillo circular de chapa para dínamos de las siguientes dimensiones: Dint = 300 [mm] ; Dex = 400 [mm] Sobre este circuito magnético hay cuatro bobinas: N1 = 10 espiras.........................I1 = 3 [A] N2 = 5 espiras.........................I2 = 5 [A] N3 = 12 espiras.......................I3 = 2 [A] N4 = 18 espiras.........................I4 = 1,5 [A] El sentido de las bobinas y las corrientes es el mismo en las cuatro. Determinar: a) Valor de B, H y . I1 b) ¿A qué valores descienden con = 2 [mm] (entrehierro)? I2
N1
N2 = 2 [mm]
I3 N3
N4
I4
1/3
Máquinas Eléctricas I – FACET – UNT – Año 2018
16/08/2018
Problema N° 3 En el circuito magnético de la figura, correspondiente a un contactor, calcular la excitación necesaria para que: BG BG
a) b)
El material del circuito magnético es chapa para dínamos.
9
Espesor = 14 [mm] 32
9
9 0,1
0,1
16
9
11
36,5
27,5
0,2
73
Problema N° 4 Los ensayos de una bobina con núcleo de hierro, han dado los siguientes resultados: U = 30 [V]..........f = 50 [Hz]............I = 7,5 [A].............P = 79 [W] Por otra parte se conocen R = 0,8 [].......N = 284....y......SFe = 7,5 [cm2] a) Construir el diagrama de fasores. b) Determinar la inducción máxima en el hierro. c) Calcular las pérdidas en el hierro. d) ¿Cuál sería la potencia consumida por un reóstato que con la misma tensión tomara la misma corriente? e) Si la bobina tiene un entrehierro cuya reluctancia a la tensión de trabajo es cuatro veces la del hierro, indicar la variación porcentual de L si el entrehierro se aumenta al doble, conservando constante la densidad de flujo, indicar el valor de L en ambos casos.
2/3
Máquinas Eléctricas I – FACET – UNT – Año 2018
16/08/2018
Problema N° 5 En una bobina con núcleo de hierro, se efectuaron las siguientes medidas: a) 200 [V]
f = 60 [Hz]
10 [A]
500 [W]
b) 400 [V]
f = 120 [Hz]
10 [A]
900 [W]
c) 20 [Vcc ]
I = 10 [A]
Calcular los valores aproximados de pérdidas por histéresis y por corrientes parásitas en los casos a) y b). Problemas adicionales Problema N° 6 Una corriente de 10 A que fluye en una bobina de 400 espiras, produce un flujo de 0,8·10-4 Wb, concatenando estas 400 espiras. Determinar: a) La inductancia propia en Hy. b) La inductancia propia si N = 800 espiras, suponiendo la misma corriente y que el flujo es concatenado por todas las espiras. Problema N° 7 Un anillo de hierro fundido, tiene un diámetro medio de 30 [cm] y una sección transversal circular de 15 [cm2]. Determinar el número de Av requerido para producir un flujo de 1,6 ·10-3 Wb. a) b) c) d)
Sin considerar la existencia de entrehierros. Si posee un entrehierro de 0,2 cm. Si el flujo debe incrementarse 20 %. Cómo varía la excitación necesaria? Repetir el punto anterior si el flujo baja 20 %.
Problema N° 8 Una bobina de 200 espiras de una sola capa, está devanada uniformemente sobre un anillo toroide de madera con diámetro medio de 15 [cm], y sección transversal de 6,45 [cm2]. Determínese: Densidad de flujo en el núcleo si I = 4 [A] Densidad de flujo si se sustituye por fundición el material del anillo con las mismas dimensiones y corriente.
3/3
