Aplicación campo creado por una carga en movimiento
Esta aplicación pretende mostrar a sus usuarios el campo creado por una carga en movimiento, así como su variación en el espacio. Hay que aclarar que, el campo calculado es el obtenido sobre el plano perpendicular a la velocidad y que contiene a la carga.
PARTES
Una de las partes más importantes de esta aplicación es la zona de actuación del puntero Figura 1. Al pasar el puntero sobre esta zona se activa el cálculo del campo en las coordenadas del mismo. En esta área también se encuentra representada la carga, ya sea positiva o negativa, que genera el campo. Además se ha utilizado un fondo que intente dar una visión de la distribución del campo en el entorno de la carga (el campo es mayor cuando más oscuro es el fondo, es decir, cerca de la carga).
Figura 1
Otra parte importante es la zona de variables. En esta zona se introducen las variables de entrada para el cálculo y se muestra el resultado de dicho valor así como la fórmula para obtenerlo (Figura 2).
Figura 2
VARIABLES
Las variables de entrada Figura 3. Muestra los valores que podemos variar según las condiciones en las que se pretende calcular el campo. Son todos textos de tipo dinámico.
Figura 3
Las variables de entrada de esta aplicación son las siguientes:
Permeabilidad : La permeabilidad magnética es la capacidad del medio, en el cual se encuentra la carga, de hacer pasar a través de sí el campo magnético. Como valor inicial se dispone de de la permeabilidad del vacío. Las unidades de la permeabilidad se dan en Teslas por metro partido de Amperio (T·m/A ).
Velocidad saliente : Es la velocidad de la carga. Tiene dirección y sentido saliente del papel (o pantalla del ordenador) y se mide en metros segundo (m/s).
Carga : Es el valor de la carga de la partícula, se da en micro culombios.
Distancia: Es la distancia entre la carga o partícula cargada y el punto de cálculo del campo, en este caso el puntero.
La variable de salida es el campo magnético B.
Figura 4
El campo magnético generado por una única carga en movimiento (no por una corriente eléctrica) se calcula a partir de la siguiente expresión:
(1)
Donde todos los datos necesarios se dan en las variables de entrada. Subir
Aplicación para el cálculo del campo creado por una corriente rectilínea
Esta aplicación pretende mostrar a sus usuarios el campo creado por una corriente en, así como su variación en el espacio.
PARTES
Una de las partes más importantes es la zona de actuación del puntero Figura 5. Al pasar el puntero sobre esta zona se activa el cálculo del campo en las coordenadas del mismo. En esta área también se encuentra representado el conductor (línea verde) por el cual circula a corriente (flechas azules), que genera el campo. Además se ha utilizado un fondo que intente dar una visión de la distribución del campo en el entorno del mismo (el campo es mayor cuando más oscuro es el fondo, es decir, cerca del conductor).
También aparece en esta zona un círculo rojo k indica la posición del cursor (que es el punto donde se calcula el campo magnético) y que muestra la dirección del campo. Si en el interior de círculo rojo hay un punto del mismo color, el campo sale del papel (o de la pantalla en su caso), si en el interior de este círculo se muestra una cruz, el campo es entrante en el papel.
Figura 5
Otra parte importante es la zona de variables. En esta zona se introducen las variables de entrada para el cálculo y se muestra el resultado de dicho valor así como la fórmula para obtenerlo (Figura 6) .
Figura 6
VARIABLES
Las variables de entrada Figura 7. Muestra los valores que se pueden variar según las condiciones en las que se pretenda calcular el campo. Son todos textos de tipo dinámico.
Figura 7
Las variables de entrada de esta aplicación son las siguientes:
Intensidad: Es la intensidad de corriente que circula por el conductor y que genera el campo magnético objeto de cálculo del campo.
Permeabilidad : La permeabilidad magnética es la capacidad del medio, en el cual se encuentra el conductor, de hacer pasar a través de sí el campo magnético. Como valor inicial se dispone de de la permeabilidad del vacío. Las unidades de la permeabilidad se dan en Teslas por metro partido de Amperio (T·m/A).
Distancia: Es la distancia entre el conductor y el punto de cálculo del campo, en este caso el puntero.
Figura 8
En este caso la variable de salida es el campo magnético B. El campo magnético generado por un conductor recorrido por una corriente se calcula a partir de la siguiente expresión:
(2)
Donde todos los datos necesarios se dan en las variables de entrada. Subir
Aplicación para el cálculo del campo creado por un toroide
En esta aplicación se muestra el valor del campo magnético creado en las proximidades de un toroide.
PARTES La parte más importante de esta aplicación es la zona de actuación del puntero (Figura 9).Donde al pasar el puntero se activa el cálculo del campo en las coordenadas del mismo. En esta área también se encuentra representado el toroide sobre el que se realizan los cálculos.
Figura 9
Otra parte importante es la zona de variables. En esta zona se introducen las variables de entrada para el cálculo y se muestra el resultado de dicho valor así como la fórmula para obtenerlo (Figura 10).
Figura 10
Las variables de entrada Figura 11. Muestra los valores que se pueden variar según las condiciones en las que se pretenda calcular el campo. Son todos textos de tipo dinámico.
Figura 11
VARIABLES
Las variables de entrada de esta aplicación son las siguientes: Intensidad: Es la intensidad de corriente que circula por la bobina enrroscada en el núcleo del toroide y que genera el campo magnético objeto de cálculo.
Permeabilidad del núcleo : Es la permeabilidad magnética del núcleo del toroide. Como valor inicial se dispone de de la permeabilidad del vacío. Las unidades de la permeabilidad se dan en Teslas por metro partido de Amperio ( T·m/A).
Diámetro interior: Es e diámetro interno del núcleo del toroide.
Distancia al centro: Es la distancia entre el centro del toroide y la posición en la cual pretendemos calcular el campo, es decir, la distancia entre el centro del toroide y del puntero del ratón cuando se encuentra cerca del toroide.
Diámetro externo: Es e diámetro externo del núcleo del toroide.
Figura 12
En este caso la variable de salida es el campo magnético B. El campo magnético generado por un toroide se calcula de la siguiente manera:
(3)
Siempre y cuando el radio de cálculo se encuentre en un valor inferior al radio externo del núcleo y superior al radio inerno.
Todos los datos necesarios se dan en las variables de entrada.
Subir
Aplicación para el cálculo del campo creado por una espira
En esta aplicación se muestra el valor del campo magnético creado en el eje de una espira.
PARTES
La parte más importante de esta aplicación es la zona de actuación del puntero (Figura 13).Donde al pasar el puntero se activa el cálculo del campo en las coordenadas del mismo. En esta área se representa la sección de una espira, su eje y un punto rojo k indica le zona en la cual se calcula el campo.
Figura 13
Otra parte importante es la zona de variables. En esta zona se introducen las variables de entrada para el cálculo y se muestra el resultado de dicho valor (Figura 14) .
Figura 1 4
VARIABLES
Las variables de entrada Figura15. Muestra los valores que se pueden variar según las condiciones en las que se pretenda calcular el campo. Son todos textos de tipo dinámico.
Figura 15
Las variables de entrada de esta aplicación son las siguientes:
Intensidad: Es la intensidad de corriente que circula por la espira y que genera el campo magnético objeto de cálculo.
Permeabilidad del vacío : Es la permeabilidad magnética del aire que consideramos como permeabilidad del vacio. Las unidades de la permeabilidad se dan en Teslas por metro partido de Amperio ( T·m/A).
Diámetro: Es e diámetro de la espira.
Distancia al centro de la espira: Es la distancia entre el centro de la espira y el punto donde pretendemos calcular el campo. Este punto se encuentra siempre sobre el eje de le espira.
Figura16
La variable de salida es el campo magnético B. El campo magnético generado por una espira se calcula de la siguiente manera:
(4)
Todos los datos necesarios se introducen en las variables de entrada de la aplicación. Subir
Aplicación para el cálculo del campo creado por un solenoide
En esta aplicación se muestra el valor del campo magnético creado en el eje de un solenoide.
PARTES La parte más importante de esta aplicación es la zona de actuación del puntero (Figura 17).Donde al pasar el puntero se activa el cálculo del campo en las coordenadas del mismo. En esta área se representa la sección de un solenoide, su eje y un punto rojo k indica le zona en la cual se calcula el campo. Además se han agregado dos ejes de abscisas (ejes X), uno para medir la distancia con respecto al extremo izquierdo de la bobina cuando nos movemos por su interior (Xi), y otro para medir la distancia desde el extremo derecho cuando movemos el punto de cálculo fuera de la bobina (Xs).
Figura 17
Otra parte importante es la zona de variables. En esta zona se introducen las variables de entrada para el cálculo y se muestra el resultado de dicho valor (Figura 18).
Figura 18
VARIABLES
Las variables de entrada Figura 19 . Muestra los valores que se pueden variar según las condiciones en las que se pretenda calcular el campo. Son todos textos de tipo dinámico.
Figura 19
Las variables de entrada de esta aplicación son las siguientes:
Intensidad: Es la intensidad de corriente que circula por la bobina y que genera el campo magnético objeto de cálculo.
Permeabilidad del vacío : Es la permeabilidad magnética del aire que consideramos como permeabilidad del vacío. Las unidades de la permeabilidad se dan en Teslas por metro partido de Amperio (T·m/A).
Diámetro bobina: Es e diámetro de la bobina.
N (número de espiras): Es el número de espiras que contiene la bobina.
Longitud bobina: Es la distancia entre los extremos de la bobina.
La variables de salida son:
El campo magnético B. El campo magnético generado por una bobina se calcula de la siguiente manera:
(5)
Donde todos los datos necesarios se introducen en las variables de entrada de la aplicación y X P es la distancia total desde el extremo izquierdo de la bobina y el punto de cálculo del campo.
Distancia Xi: Es la distancia entre el extremo izquierdo de la bobina y el punto de cálculo del campo mientras este se encuentre en el interior de la bobina.
Distancia Xs: Es la distancia entre el extremo derecho de la bobina de la aplicación y el punto de cálculo del campo una vez esté fuera de la bobina.
Figura 20
Subir
Cálculo del campo en un circuito magnético mediante una célula de efecto Hall
Figura 21
Esta aplicación simula la maqueta de medidas eléctricas ME-543 del departamento de de electrónica de la universidad de Vigo. PARTES
La aplicación consta de un circuito magnético al que se le ha instalado una célula de efecto Hall en su entrehierro para el cálculo del campo magnético que recorre su núcleo.
La aplicación consta de las partes numeradas en la figura siguiente:
Figura 22
Una de las partes es el núcleo, esta parte de la aplicación representa el núcleo de un circuito magnético con dos entrehierros, a los cuales,mediante dos botones, se les puede variar la longitud con valores comprendidos entre 1 y 20 milimetros asi como otros parametros del circuito (Figura 23).
Figura 23
Otra parte importante es la que representa la excitación del circuito magnetico (Figura 24).Esta parte contiene todaas las variables de dicho circuito.
Figura 24
Una tercera y última parte es el circuito que contiene la célula o pastilla de efecto Hall.
Figura 25
VARIABLES
Las variables de entrada se dividen en tres partes:
Variables de entrada del circuito de excitación : Son los parámetros del circuito de excitación ( Figura 26).
Figura 26
El numero de espiras es el N es el número de vueltas sobre el núcleo del conductor que conforma la bobina. La resistencia es la suma de las resistencias de la bobina así como de los conductores que conforman el circuito de excitación. La tensión es la diferencia de potencial del generador o fuente de excitación del circuito.
Variables de entrada del circuito de la célula de efecto Hall: Estas pastillas o células tienen unos valores característicos que se pueden variar. Uno de ellos es la intensidad nominal de la pastilla, esta intensidad está fijada en 5 mA que es la intensidad utilizada por las células utilizadas en el DTE de la universidad de Vigo. Otro valor es la constante característica Kbo que suele oscilar por valores cercanos a 200.
Figura 27
Variables del núcleo magnético: Son las características que tiene el núcleo del circuito magnético, entre ellas se encuentra la permeabilidad del vacío y del núcleo así como la longitud y la sección del mismo.
Figura 28
El objetivo de esta aplicación es la obtención del campo magnético generado en el núcleo del circuito, pero, para ello es necesario hacer otros cálculos previos que también son facilitados por la aplicación. Todos estos valores se definen a continuación.
Figura 29
Intensidad de excitación: Es la corriente que circula por la bobina del circuito, se calcula con los parámetros de entrada del circuito de excitación.
Tensión de Hall: La tensión V h , se expresa como:
(1)
Donde Kbo es una constante característica, I la intensidad nominal y B el campo que atraviesa la placa de la célula de Hall.
Fuerza magneto motriz (f.mm): Son los amperios por vuelta A·v del circuito.
Campo magnético B : Es el campo que circula por el núcleo del circuito magnético, esta aplicación tiene como fin el cálculo de este valor por medio de la tensión de Hall Subir
|