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Fundamentos de Máquinas y Servosistemas: Conversión Electromecánica de Energía (2020-1), Ejercicios de Máquinas Eléctricas

Documento que contiene tres problemas relacionados con la conversión electromecánica de energía, específicamente en relación a circuitos magnéticos y electroimanes. Los problemas incluyen determinar la corriente necesaria para obtener una densidad de flujo específica, calcular la energía magnética almacenada en el entrehierro y la distancia a la que una pieza móvil se levita en un electroimán, entre otros.

Qué aprenderás

  • ¿Cuánta energía magnética se almacena en el entrehierro de un circuito magnético en estas condiciones?
  • ¿Cuál es la corriente necesaria para obtener una densidad de flujo de 1,0 Wb/m2 en un circuito magnético?
  • A qué distancia se levita la pieza móvil en un electroimán cuando se aplica una corriente continua?

Tipo: Ejercicios

2020/2021

Subido el 13/04/2021

patricio-quezada-burgos
patricio-quezada-burgos 🇨🇱

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FUNDAMENTOS DE MAQUINAS Y SERVOSISTEMAS (Sem 2020-1)
TAREA Nº 1: CONVERSIÓN ELECTROMECÁNICA DE ENERGÍA
Fecha entrega: Ju 01.04.20 (Canvas)
Coeficiente: 1
Fecha devolución: Ju 08.04.20 (Canvas)
TRABAJO INDIVIDUAL
Problema 1 (Circu_mag-probl-enunciados.pdf)
Las bobinas del circuito magnético de la Fig. se conectan en serie de modo que las fuerzas magnetomotrices
de las piernas laterales A y B fluyen en el mismo sentido por la pierna central C. El material del núcleo es
de acero con una permeabilidad relativa de 3000. El factor de apilamiento de las chapas es de 0.94 y se
desprecia el efecto de bordes y la dispersión del flujo.
Sección trasversal A y B: 1250 mm2
Sección transversal C: 250 mm2
Largo secciones A y B: 150 mm
Largo sección C: 50 mm
Entrehierro: 3.7 mm
a)
Determinar la corriente que debe circular por las bobinas para que la densidad de flujo sea de 1,0
Wb/m2.
b)
¿Cuánta es la energía magnética almacenada en el entrehierro en estas condiciones?
Problema 2 (Probl. prop. mot. Elementales, J. Romo)
La fig. ilustra un electroimán con núcleo de fierro, formado por una pieza fija y una pieza móvil. La pieza
fija tiene un enrollado de N vueltas con corriente continua I. Calcule la distancia x a la cual la pieza móvil
quedaría levitando. ¿El equilibrio es estable o inestable en esta posición? ¿porqué?
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FUNDAMENTOS DE MAQUINAS Y SERVOSISTEMAS (Sem 20 20 - 1)

TAREA Nº 1: CONVERSIÓN ELECTROMECÁNICA DE ENERGÍA

Fecha entrega: Ju 01 .04. 20 (Canvas)

Coeficiente: 1 Fecha devolución: Ju 08 .04. 20 (Canvas)

TRABAJO INDIVIDUAL

Problema 1 (Circu_mag-probl-enunciados.pdf)

Las bobinas del circuito magnético de la Fig. se conectan en serie de modo que las fuerzas magnetomotrices de las piernas laterales A y B fluyen en el mismo sentido por la pierna central C. El material del núcleo es de acero con una permeabilidad relativa de 3000. El factor de apilamiento de las chapas es de 0.94 y se desprecia el efecto de bordes y la dispersión del flujo. Sección trasversal A y B: 1250 mm Sección transversal C: 250 mm Largo secciones A y B: 150 mm Largo sección C: 50 mm Entrehierro: 3.7 mm a) Determinar la corriente que debe circular por las bobinas para que la densidad de flujo sea de 1, Wb/m2. b) ¿Cuánta es la energía magnética almacenada en el entrehierro en estas condiciones?

Problema 2 (Probl. prop. mot. Elementales, J. Romo)

m : masa de la pieza móvil A : sección transversal del núcleo La fig. ilustra un electroimán con núcleo de fierro, formado por una pieza fija y una pieza móvil. La pieza fija tiene un enrollado de N vueltas con corriente continua I. Calcule la distancia x a la cual la pieza móvil quedaría levitando. ¿El equilibrio es estable o inestable en esta posición? ¿porqué?

Problema 3 (fms15-hw01, Fitzgerald xx)

La figura representa un electroimán con simetría cilíndrica. Asumir fierro ideal y despreciar el efecto de borde y la dispersión del flujo. Despreciar asimismo la reluctancia en la zona en que el pistón móvil desliza al interior del núcleo central. El pistón cilíndrico tiene un área de 4 cm2. El número de vueltas de la bobina es 1000. Si se excita el devanado con una intensidad constante de 1,00 A, calcular: a. La energía en joule almacenada en el campo magnético cuando g = 1 cm. b. La fuerza magnética f en newton que actúa sobre el pistón cuando g = 1 cm. c. La fuerza f cuando g = 0,5 cm. d. El trabajo mecánico en joule desarrollado por la fuerza / cuando el pistón puede moverse lentamente desde g = 1 cm hasta g = 0,5 cm. Electroimán con núcleo cilíndrico móvil

INFORME :

Informe debe ser manuscrito con letra legible. Una vez completada la Tarea debe escanearse y subir a Canvas como un archivo pdf. Opcionalmente, pueden tomarse fotos nítidas de cada página con celular o máquina fotográfica y luego unir todas las imágenes en un único archivo pdf para subir a Canvas. Está autorizado usar los apuntes del curso y libros de Máquinas Eléctricas. TRABAJO DEBE SER PERSONAL.