Este documento presenta una guía práctica sobre circuitos magnéticos utilizando el programa FEMM. Explica conceptos básicos como permeabilidad magnética, flujo magnético e intensidad de campo. Luego, describe las herramientas de FEMM y propone 7 ejercicios prácticos para determinar la corriente necesaria para generar diferentes densidades de flujo, variando parámetros como el material y espesor del núcleo o número de vueltas. El objetivo es analizar el comportamiento de circuitos magnéticos de manera virtual antes de

2. MÁQUINAS
ELÉCTRICAS I
Semana
:
3
Unidad: 1

3. Semana
:
3
Unidad: 1
Introducción a los principios de las
Máquinas Eléctricas
Guía Práctica Nº 3
“CIRCUITOS MAGNÉTICOS”

4. • Analizar la operación de los circuitos magnéticos
mediante el programa FEMM.
Propósito:

5. “Circuitos
Magnético
s”
Video. 1 Circuitos Magnéticos

6. CIRCUITO
MAGNÉTICO
Las máquinas eléctricas rotativas y estáticas tienen circuitos eléctricos y circuitos magnéticos
interconectados a través de un medio que es el flujo magnético.
Fig. 1 Estructura de un circuito magnético simple.
Dispositivo en el cual las líneas de fuerza del
campo magnético se hallan canalizadas
trazando un camino cerrado.
El circuito magnético se fabrica con materiales
ferromagnéticos, éstos tienen permeabilidad
magnética mucho más alta que el aire o espacio vacío
por tanto el campo magnético tiende a confinarse
dentro del material llamado núcleo.

7. CIRCUITO
MAGNÉTICO
Un material ferromagnético es aquel que puede presentar ferromagnetismo.
Fig. 2 Material ferromagnético.
La interacción ferromagnética es
la interacción magnética que hace que
los polos magnéticos tiendan a
disponerse en la misma dirección y
sentido al aplicarle un campo magnético.
 el hierro (Fe),
 el níquel (Ni),
 El cobalto (Co).

8. CIRCUITO
MAGNÉTICO
Permeabilidad magnética
capacidad que tienen los
conductores de afectar y ser
afectados por los campos
magnéticos.
(henrios por metro)
Video. 2 Permeabilidad magnética.

9. CIRCUITO
MAGNÉTICO
Intensidad del campo magnético es el esfuerzo
de la corriente por establecer un campo
magnético.
El flujo magnético es una medida del campo magnético
total que pasa a través de un área dada.
La fuerza magnetomotriz es aquella que produce
un flujo magnético entre dos puntos del circuito
magnético.
(ampere – vuelta)
(ampere – vuelta por
metro)
(Weber)
Fig. 5 Intensidad FM.
Densidad de flujo magnético o inducción
magnética, cantidad física que indica como de
fuertes son los campos magnéticos.
(webers por metro
cuadrado = Tesla) Fig. 6 Densidad FM
Fig. 4 Flujo magnético
Fig. 3 FEM

10. CIRCUITO
MAGNÉTICO
Tabla 1. Parámetros equivalentes entre los circuitos eléctrico y magnético. Tabla 2. Leyes equivalentes circuito eléctrico – circuito magnético.
Fig. 2 Circuito eléctrico Fig. 3 Circuito magnético.

11. GUÍA PRÁCTICA
Nº3
FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos
magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad.
I. DESCRIPCIÓN DE HERRAMIENTAS:
 Iniciar programa/File/New/Magnetics Problem
 Barra de herramientas/Problem/Planar (x,y);
Lenght Units (cm, m, etc)

12. GUÍA PRÁCTICA
Nº3
FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos
magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad.
I. DESCRIPCIÓN DE HERRAMIENTAS:
 Crea nodos.
 Crear rectas entre dos nodos.
 Crear arcos entre dos nodos.
 Permite designar la región cerrada de nuestro
dibujo
 Permite mostrar propiedades del elemento
seleccionado.
 Properties.- Permite definir propiedades en un
elemento.
 Properties Library.- Contiene materiales del
núcleo y del conductor.

13. GUÍA PRÁCTICA
Nº3
FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos
magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad.
I. DESCRIPCIÓN DE HERRAMIENTAS:
 Crea una malla con todos los nodos de nuestro
proyecto, para evitar errores ejecutar ésta opción
antes de analizar.
 Para analizar nuestro problema y encontrar
respuestas.
 Permite visualizar los resultados.
 Deshacer un movimiento anterior.
 Seleccionar varios elementos para mover, copiar,
borrar.
 Seleccionar circularmente los elementos.

14. GUÍA PRÁCTICA
Nº3
FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos
magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad.
I. DESCRIPCIÓN DE HERRAMIENTAS:
 Mover o rotar objetos
seleccionados.
 Copiar objetos seleccionado.
 Elegir tamaño/separación de malla y
coordenadas.
 Zoom +, -, zoom ajuste de imagen,
zoom seleccionado.
 Para mover el área de trabajo.

15. GUÍA PRÁCTICA
Nº3
I. EJERCICIOS:
1. Determinar la corriente necesaria para
alimentar el circuito, de tal manera que se
genere una densidad de flujo de B=0.5 T en la
rama central del núcleo ferromagnético de la
Fig. 1:
Considerar:
 Espesor núcleo 15 mm.
 Nº vueltas bobina: 50
 Material de núcleo: Pure iron annealed
 Sección de bobina: Cu 16 AWG
 I = ¿… A?
Fig. 1 Circuito magnético con medidas en mm
Fig. 2 Circuito magnético diseñado en FEM

16. GUÍA PRÁCTICA
Nº3
FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos
magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad.
I. EJERCICIOS:
2. Determinar la corriente necesaria para
alimentar el circuito, de tal manera que se genere
una densidad de flujo de B=0.5 T en la rama
central del núcleo ferromagnético de la Fig. 1:
Considerar:
 Espesor núcleo 15 mm.
 Nº vueltas bobina: 50
 Material de núcleo: Pure nickel annealed
 Sección de bobina: Cu 16 AWG
 I = ¿… A?
Fig. 1 Circuito magnético con medidas en mm

17. GUÍA PRÁCTICA
Nº3
FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos
magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad.
I. EJERCICIOS:
3. Determinar la corriente necesaria para
alimentar el circuito, de tal manera que se genere
una densidad de flujo de B=0.5 T en la rama
central del núcleo ferromagnético de la Fig. 1:
Considerar:
 Espesor núcleo 15 mm.
 Nº vueltas bobina: 50
 Material de núcleo: Pure iron annealed
 Sección de bobina: Cu 12 AWG
 I = ¿… A?
Fig. 1 Circuito magnético con medidas en mm

18. GUÍA PRÁCTICA
Nº3
FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos
magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad.
I. EJERCICIOS:
4. Determinar la corriente necesaria para
alimentar el circuito, de tal manera que se genere
una densidad de flujo de B=1 T en la rama central
del núcleo ferromagnético de la Fig. 1:
Considerar:
 Espesor núcleo 15 mm.
 Nº vueltas bobina: 50
 Material de núcleo: Pure iron annealed
 Sección de bobina: Cu 16 AWG
 I = ¿… A?
Fig. 1 Circuito magnético con medidas en mm

19. GUÍA PRÁCTICA
Nº3
FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos
magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad.
I. EJERCICIOS:
5. Determinar la corriente necesaria para
alimentar el circuito, de tal manera que se genere
una densidad de flujo de B=0.5 T en la rama
central del núcleo ferromagnético de la Fig. 1:
Considerar:
 Espesor núcleo 30 mm.
 Nº vueltas bobina: 50
 Material de núcleo: Pure iron annealed
 Sección de bobina: Cu 16 AWG
 I = ¿… A?
Fig. 1 Circuito magnético con medidas en mm

20. GUÍA PRÁCTICA
Nº3
FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos
magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad.
I. EJERCICIOS:
6. Determinar la corriente necesaria para
alimentar el circuito, de tal manera que se genere
una densidad de flujo de B=0.5 T en la rama
central del núcleo ferromagnético de la Fig. 1:
Considerar:
 Espesor núcleo 15 mm.
 Nº vueltas bobina: 100
 Material de núcleo: Pure iron annealed
 Sección de bobina: Cu 16 AWG
 I = ¿… A?
Fig. 1 Circuito magnético con medidas en mm

21. GUÍA PRÁCTICA
Nº3
FEMM (Finite Element Method Magnetics) es un programa que permite diseñar circuitos
magnéticos para conocer su comportamiento en la realidad.
I. EJERCICIOS:
7. Comparar, analizar los resultados y listar sus
conclusiones de los ejercicios realizados según se
indica a continuación:
a) Ejercicio 1 y 2
b) Ejercicio 1 y 3
c) Ejercicio 1 y 4
d) Ejercicio 1 y 5
e) Ejercicio 1 y 6 Fig. 1 Circuito magnético con medidas en mm

23. Nuestro ADN
Colaboración
Significativa
Aprendizaje
Experiencial
Metodología
Mentalidad
Emprendedora
Actitud
Impacto
Social
Resultado

24. CREA IMPACTO POSITIVO Y
TRASCIENDE