Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

Problemas 43
10 cm
20 cm
5 cm
r = 0.15 m
J = 4 kg • m 2
15 cm
30°
+
i
f
r
F = 10 N
500 vueltas
15 cm
–
FIGURA P1-1 El cilindro del problema 1-3.
1-5. En la figura P1-2 se muestra un núcleo ferromagnético. La
profundidad del núcleo es de 5 cm. Las demás dimensiones
del núcleo se pueden ver en la figura. Encuentre el valor de la
corriente producida por un flujo de 0.005 Wb. Con esta corriente,
¿cuál es la densidad de flujo en la parte superior del
núcleo? ¿Cuál es la densidad de flujo en la parte derecha
del núcleo? Suponga que la permeabilidad relativa del núcleo
es de 800.
1-6. La figura P1-3 muestra un núcleo ferromagnético cuya permeabilidad
relativa es de 1 500. Las demás dimensiones se
pueden ver en el diagrama. La profundidad del núcleo es de
5 cm. Los entrehierros de las partes izquierda y derecha del
núcleo tienen 0.050 y 0.070 cm, respectivamente. Debido a
los efectos marginales, el área efectiva de los entrehierros se
incrementa 5% respecto del área física. Si hay una bobina de
300 vueltas enrollada en la columna central del núcleo y por
ella pasa una corriente de 1.0 A, ¿cuál es el flujo en las columnas
izquierda, central y derecha del núcleo? ¿Cuál es la
densidad de flujo en cada entrehierro?
1-7. En la figura P1-4 se muestra un núcleo de dos columnas. La
bobina dispuesta en la parte izquierda (N 1 ) tiene 600 vueltas y
la bobina de la parte derecha (N 2 ) tiene 200 vueltas. Las bobinas
están enrolladas en las direcciones que se muestran en la
f
Profundidad del núcleo 5 cm
FIGURA P1-2 El núcleo de los problemas 1-5 y 1-16.
15 cm
figura. Si tomamos en cuenta las dimensiones que se aprecian
en la figura, ¿qué flujo producirán las corrientes i 1 5 0.5 A e
i 2 5 1.00 A? Suponga que m r 5 1 200 y es constante.
1-8. La figura P1-5 muestra un núcleo con tres columnas. Su profundidad
es de 5 cm, y hay una bobina de 100 vueltas en la
columna del extremo izquierdo. Suponga que la permeabilidad
relativa del núcleo es 2 000 y es constante. ¿Cuánto flujo
existirá en cada una de las tres columnas del núcleo? ¿Cuál
es la densidad del flujo en cada una de ellas? Considere un
incremento de 5% por efecto marginal en el área efectiva de
cada entrehierro.
1-9. La figura P1-6 muestra un alambre conductor que porta una
corriente de 2.0 A en presencia de un campo magnético. Calcule
la magnitud y dirección de la fuerza inducida sobre el
alambre.
7 cm 7 cm 7 cm
30 cm 30 cm
7 cm
i
30 cm 0.07 cm 300 vueltas
0.05 cm
7 cm
Profundidad del núcleo 5 cm
FIGURA P1-3 Núcleo del problema 1-6.