Corriente en una bobina con núcleo ferromagnético

Moisés San Martín

Para el estudio teórico de la corriente en una bobina con núcleo ferromagnético (circuito no lineal) podemos utilizar como curva característica de magnetización (flujo frente a la corriente) la tangente hiperbólica, como indica la siguiente figura:

A continuación determinamos la corriente que circula por la bobina en el circuito de la figura, donde tenemos una resistencia en serie con la bobina conectados a un generador:

Para su resolución aplicamos la segunda ley de Kirchhoff sabiendo que la tensión en la bobina es la derivada del flujo. Resolvemos mediante cualquier programa de resolución numérica (hemos empleado el software LabVIEW y el método de Runge-Kutta). El resultado lo podemos ver en la siguiente figura:

Se observa la distorsión de la corriente en la bobina. Para verificar los resultados se ha representado también la gráfica de flujo frente a la corriente.
En la parte inferior derecha se ha realizado, además un análisis armónico, en el que se observa que esta no linealidad aumenta los armónicos 3, 5 y 7. Si se trabajara en la zona lineal (obsérvese la siguiente figura) estos armónicos no son tan importantes. Se calcula también la tasa de armónicos THD.

Se puede descargar el programa de este enlace.

Nuevos ensayos del programa de Gestión de Ensayos Eléctricos

 Moisés San Martín

El software de Aulamoisan Gestión de Ensayos Eléctricos permite la conexión (mediante protocolo ModBUS) con equipos de medida y control para la realización de Ensayos Eléctricos.

Se ha añadido al software dos ensayos correspondientes al motor de corriente continua de excitación compuesta.

Se contemplan en estos nuevos ensayos las dos conexiones de excitación compuesta corta y compuesta larga, cuyas figuras se adjuntan.

Junto a estos ensayos se incorporan datos reales procedentes para la obtención de características par frente a velocidad y corriente del inducido frente a velocidad. Estos datos se han obtenido en el laboratorio de Máquinas Eléctricas del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Valladolid.

Estudio experimental de Transitorios Eléctricos

En los circuitos eléctricos donde aparecen elementos acumuladores de energía, bobinas y condensadores, se produce un régimen transitorio debido a que la energía de esos elementos acumuladores no puede variar bruscamente, es decir, la corriente en la bobina y la tensión del condensador deben de ser funciones continuas (no confundir con funciones constantes).

Como complemento al estudio teorico mediante simuladores (véase http://www.aulamoisan.com/software-moisan/transitorios) vamos a realizar un estudio experimental de transitorios: tenemos un montaje en un Laboratorio del Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Valladolid que nos permite conectar y desconectar diversos elementos (resistencias, bobinas y condensadores) midiendo los valores instantáneos de la tensión de la fuente y la corriente establecida así como la tensión del condensador (en su caso).

El primer elemento que conectamos (y desconectamos) es una resistencia eléctrica:

Obsérvese en la siguiente figura que no se produce ningún régimen transitorio, la corriente "sigue" a la tensión aplicada:

Posteriormente conectamos una bobina con núcleo de aire:

Aquí se observa un periodo transitorio en la conexión cuyo detalle podemos ver en la siguiente figura (a la respuesta alterna se suma una exponencial negativa en los primeros instantes):

A continuación conectamos un condensador en serie con una resistencia midiendo la tensión en el condensador:

Se observa también un periodo transitorio en la tensión del condensador durante la conexión cuyo detalle vemos a continuación:

En la desconexión también se produce un regimen transitorio en la tensión de descarga:

Finalmente conectamos una bobina con núcleo ferromagnético cuyos resultados son:

Por tratarse de un elemento NO LINEAL, la respuesta no coincide con el estudio teórico y la forma de onda ya no es senoidal. Se  representa detalle de la conexión a continuación:

Feliz Navidad

Aulamoisan os desea Feliz Navidad.

Campo magnético giratorio. Teoremas de Ferraris y Blondel

En Aulamoisan hemos recuperado un viejo programa que simula la representación del campo magnético giratorio producido por tres corrientes trifásicas aplicadas a tres bobinas (Teorema de Ferraris).

También se muestra el Teorema de Blondel.

Descarga el programa en http://www.aulamoisan.com/software-moisan/campos-magneticos

Nueva versión software Calificaciones Bolonia

 Moisés San Martín

    Se ha creado una nueva versión del software Calificaciones Bolonia para el tratamiento de las calificaciones de las actividades de una asignatura.

Se han incluido algunas mejoras:
- Separación de ficheros de excel de los ficheros del programa.
- Ordenación de ficheros excel en directorios según año académico.
- Nueva versión generada en LabVIEW 2012.

http://calificaciones.aulamoisan.com/noticias/nuevaversioncalificacionesboloniajunio2013

 

Proyecto de Inovación Docente UVa

Nuestro proyecto "INCORPORACIÓN DE LAS TICs EN LOS LABORATORIOS DE INGENIERÍA ELÉCTRICA" ha sido seleccionado en la Convocatoria de Innovación Docente 2013 de la Universidad de Valladolid (http://innovaciondocente.sitios.uva.es/) con la calificación de Excelente (95).