Vamos a empezar a compartir el módulo 7. Como siempre, para el mismo nos
basamos en una serie de slides que hemos preparado en el departamento y que
sirven un poco para cuando en vuestra hora de dedicación de estudio de la
asignatura pues estáis viendo un poco el desarrollo de cada uno de los
temas, pues aportaros en la medida que sea posible dudas o explicaciones
complementarias a los términos y orientaros también un poco para preparar
el examen o los exámenes. En el caso de que tengáis la mala suerte de
tener que ir a segunda o tercera convocatoria, esperemos que ninguna más.
Vamos a ver. La tutoría de hoy es la tutoría 7. Vamos a ver el tema 11
completo, principio general de las máquinas eléctricas y una parte
importante de transformadores. Estos dos temas ya corresponden a la parte 2
del temario que así se ha dividido. En la parte 1 hemos visto todos los
temas que tienen que ver con la teoría de circuitos, es decir, desde el
tema 1 hasta el tema 2. El tema 10 sería teoría de circuitos. Vimos como,
por hacer una review rápida, pues todos los teoremas fundamentales, la ley
desde Kirchhoff, las formas de solucionar los circuitos eléctricos
matemáticamente, de hallar esas tensiones, esas intensidades, esas
potencias, primero en corriente continua, que es más sencillo, y luego en
corriente alterna, empezando por corriente alterna monocorriente, pero ya
acontecían los números complejos para la resolución de esas ecuaciones,
y luego ya lo último que vimos fue los temas 9 y 10 para sistemas
trifásicos. Entonces, terminada la parte de análisis de circuitos, vamos
a empezar la parte 2 del temario de esta asignatura, que son máquinas
eléctricas e instalaciones eléctricas. En relación a los principios
generales de las máquinas eléctricas, vamos a ver primero una serie de
definiciones. Este tema en particular es bastante teórico, es decir, no
tiene mucha formulación. Deciros también que en el examen pueden, y de
hecho concurren a veces, alguna pregunta entre teoría o teoría, y ya veis
que hay algunas fórmulas de muy sencilla resolución. Normalmente se le
asocian en los exámenes que yo he estado revisando históricamente un
punto, etcétera, y bueno, pues no está de más conocer bien este tema,
sobre todo porque respecto al siguiente, al de máquinas rotativas, pues
ahí ya, si bien en los exámenes suele caer también, puede
probabilísticamente algún problema con más puntuación, y digamos que
este tema... El tema 11 es la base para comprender luego el funcionamiento
de ciertas máquinas. Entonces, la definición de máquina eléctrica
básicamente es un elemento formado por bobinas, inductancias, cuyos campos
magnéticos son capaces de transformar las condiciones de la energía
eléctrica, tensión e intensidad, y convertirla en otros valores de
energía eléctrica o en mecánica o viceversa. Luego iremos a ver, parece
un poco entrevesada la definición, pero se va a entender muy fácilmente
en los próximos slides. Entonces ya introducimos el concepto de circuito
magnético, y bueno, hay teoría, es decir, hay una teoría que está en el
libro de Gumersindo, que es bueno que la entendáis, que comprendáis,
porque es la base de funcionamiento de estas máquinas. Pero en este, dado
que sois ingenieros mecánicos, pues no nos vamos a meter a los cálculos
como se hacen los ingenieros eléctricos de esos campos magnéticos, esas
pérdidas, esos flujos, todo eso lo vamos a soslayar, nos vamos a quedar
con las formulaciones, digamos, simplificadas, y nos va a permitir,
digamos, que esta materia, que se puede complicar hasta el infinito, pues
sea asequible. A la hora de abordar su conocimiento. Los circuitos
magnéticos están formados básicamente en una estructura de hierro sobre
la que se arrollan unas más bobinas por las que circula una corriente
eléctrica, que genera un flujo, evidentemente un flujo magnético, en esa
estructura de hierro. En el dibujo se ve claramente, esta es la bobina, las
espiras, con un número de vueltas, se hace pasar una intensidad, y esta
intensidad lo que hace es... En esa estructura de hierro, habitualmente de
hierro, no tiene por qué ser solo de hierro, pero casi siempre es de
hierro, o aditivo de hierro, se genera ese flujo magnético que circula,
digamos, por el núcleo de esa máquina. Entonces, un conductor, porque el
que circula una corriente eléctrica, siempre produce un campo magnético.
¿Por qué se recurre a esta forma de arrollamiento? Porque de lo que se
trata es que, digamos, el conductor genere el máximo campo magnético
posible. Se podría ver, y lo podéis encontrar en bibliografía toda la
que hay, en la cual, digamos, la forma en la cual un conductor genera un
campo magnético de una forma más eficiente y eficaz desde el punto de
vista de generación de ese campo y de traslación luego de la energía, o
sea, al mismo campo, pues es esta forma de solinoide, y a partir de ahí
es, digamos, con la experiencia y con las matemáticas así lo respaldan,
por la cual se ha llegado a estas configuraciones. Las magnitudes
magnéticas, ya os he dicho que vamos a verlas muy simplificadas, y al
final lo importante, que os quedéis con una serie de conceptos...
...básicos. Si las cargas eléctricas se mueven, generan un campo
magnético en el espacio que les rodea. Ya es una idea que os he intentado
explicar en el slide anterior. Todos los puntos en los que existe un campo
magnético se les asigna un vector, en este caso B, pero B, con ese guión
bajo, o en el libro se puede utilizar un B, una B, digamos, transformada.
Que no es incursiva, sino es otra, como se ha utilizado en otros capítulos
del libro, en la cual de lo que se trata es que se quede claro al lector
que se trata de un valor en vector, de un valor numérico. De esta forma,
claro, siempre que hablamos de vector hay que hablar de ángulo o
posicionarlo en el campo, o ángulos en el caso de que sea tridimensional,
y módulo, digamos, el valor en sí. A este vector... A este vector se le
llama inducción magnética o densidad de flujo. La unidad de inducción en
el sistema internacional es el famoso Tesla, que ahora está de moda por
otros condicionantes que nada tienen que ver con el origen de la persona,
el científico que en su momento descubrió el comportamiento de los campos
magnéticos. Se ha definido la magnitud denominada... Intensidad de campo
magnético o excitación magnética, que es otro vector, entre comillas,
que es el H. Y las relaciones que hay entre ellos son relativamente
sencillas porque van... Si os dais cuenta es una relación lineal que tiene
que ver con la permeabilidad magnética del material. En el caso de que
dispongamos o se nos facilitase la permeabilidad magnética del aire, pues
podríamos hallarla indirectamente a través de lo que se denomina
susceptibilidad magnética, que no deja de ser, digamos, una relación con
la permeabilidad del aire. Es decir, una relación, si os dais cuenta, por
el término va mu sub cero más uno más la susceptibilidad magnética. Es
decir, es una relación lineal. Pero una vez que generó con esa espira ese
campo magnético... Claro, de lo que se trata es de conseguir que ese
núcleo... Digamos, genere un flujo magnético lo más... Con un grado de
transmisión de energía lo más alto posible. Entonces, los materiales
tienen un comportamiento muy diferente a esa exposición, digamos, a los
campos magnéticos. Los materiales diamagnéticos, que son de capas de
electrón...