Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

1.4 El campo magnético 7
Producción de un campo magnético
La ley básica que gobierna la producción de un campo magnético por medio de una corriente es la
ley de Ampere:
H • dl I neta (1-18)
donde H es la intensidad del campo magnético producida
por la corriente I neta , y dl es el elemento diferencial a lo
largo de la trayectoria de integración. En unidades del SI,
I se mide en amperes y H en amperes-vuelta por metro.
Para entender mejor el significado de esta ecuación, es de
gran ayuda aplicarla al sencillo ejemplo de la figura 1-3,
que muestra un núcleo rectangular con un devanado de N
vueltas de alambre enrollado sobre una de las piernas o
columnas del núcleo. Si el núcleo es de hierro o de ciertos
metales similares (llamados materiales ferromagnéticos),
casi todo el campo magnético producido por la corriente
permanecerá dentro del núcleo, de modo que el camino de
integración especificado en la ley de Ampere es la longitud
media del núcleo l n . La corriente que pasa por el camino
de integración I neta es entonces Ni, puesto que la bobina
de alambre corta dicho camino N veces mientras pasa la
corriente i. La ley de Ampere se expresa entonces como
i
N vueltas
l n
Longitud de recorrido medio l n
FIGURA 1-3 Un núcleo magnético sencillo.
Sección
transversal
área A
Hl n 5 Ni (1-19)
donde H es la magnitud del vector de intensidad del campo magnético H. De esta manera, la magnitud
de intensidad del campo magnético en el núcleo debido a la corriente aplicada es
H
Ni
l n
(1-20)
La intensidad del campo magnético H es, de alguna manera, una medida del “esfuerzo” de una
corriente por establecer un campo magnético. La potencia del campo magnético producido en el núcleo
depende también del material de que está hecho. La relación entre la intensidad del campo magnético
H y la densidad del flujo magnético resultante B producida dentro del material está dada por
donde
H 5 intensidad del campo magnético
m 5 permeabilidad magnética del material
B 5 densidad de flujo magnético resultante
B 5 mH (1-21)
La densidad de flujo magnético real producida en una sección del material está dada entonces
por el producto de dos términos:
H, que representa el esfuerzo de la corriente por establecer un campo magnético
m, que representa la facilidad relativa para establecer un campo magnético en un material dado
La intensidad del campo magnético se mide en ampere-vueltas por metro, la permeabilidad en
henrys por metro y la densidad de flujo resultante en webers por metro cuadrado, conocido como
teslas (T).