Este documento describe un experimento realizado con un reactor de núcleo de hierro. El objetivo fue determinar las características de magnetización del hierro y observar el lazo de histéresis y la forma de onda de la corriente. Se explican conceptos teóricos como materiales ferromagnéticos y pérdidas en el núcleo. El procedimiento experimental incluyó obtener la curva B-H y medir voltaje, corriente y potencia del reactor para diferentes niveles de tensión. Se trazaron gráficas y se elabor

1. EL REACTOR NUCLEO DE
HIERRO
PROFESOR: Ing. Rocha
FECHA: 07/ 09/ 201
CURSO: MÁQUINAS ELECTRICAS I
TEMA: LABORATORIO #1
ALUMNOS: MAURO JAVIER ALEJO PANEBRA
(08190033)
CARLOS JHONATHAN GOMERO GOMERO
(09190168)
2012-II
2012 – II

2. EXPERIMENTO #1: EL REACTOR CON NUCLEO DE
HIERRO
I.-OBJETIVO
1.-Determinar a partir de prueba experimentales en un reactor con núcleo de hierro .Las
características de magnetización de un material ferromagnético.
2.-Obseervacion de lazo de histéresis dinámica y de la forma de Onda de la corriente de
excitación .Así mismo se presenta un método para efectuar la separación de perdidas en el núcleo
II.- FUNDAMENTO TEORICO
Materiales Ferromagneticos
Materiales ferromagnéticos se caracterizan por uno o varios de los siguientes atributos:
Pueden imanarse mucho más fácilmente que los demás materiales.
Esta característica viene indicada por una gran permeabilidad relativa:
Tienen una inducción magnética intrínseca máxima Bmax muy elevada. Se imanan con una
facilidad muy diferente según sea el valor del campo magnético .Este atributo lleva una relación no
lineal entre los módulos de inducción magnética (B) y campo magnético.
Un aumento del campo magnético les origina una variación de flujo diferente de la variación que
originaria una disminución igual de campo magnético .Este atributo indica que las relaciones que
expresan la inducción magnética y la permeabilidad(m) como funciones del campo magnético , no
son lineales ni uniformes .Conservan la imanacion cuando se suprime el campo .Tienden a
oponerse a la inversión del sentido de la imanacion una vez imanados.
Materiales ferromagneticos para transformadores:
La aleación ferromagnética mas utilizada para el diseño de núcleos de transformadores es la
aleación hierro – silicio , esta aleación es la producida en mayor cantidad y está compuesta por
hierro esencialmente puro con 1-6% de silicio, dependiendo este porcentaje del fin a que se destine
el material .Dando a esta aleación un tratamiento térmico adecuado , se obtiene un material que
comparado con el hierro , tiene mejores propiedades magnéticas para campos magnéticos débiles ,
una resistividad mayor y sufren pérdidas totales menores en el núcleo .Esta aleación se lamina en
chapas y flejes , principalmente de espesores comprendidos entre 0,35 y 0,635 mm recocidos.

3. Aislamiento interlaminar :
El aislamiento interlaminar se consigue formando una capa de oxido natural sobre la superficie de
la chapa magnética laminada plana o aplicando un revestimiento superficial. Evidentemente este
tratamiento no reduce las corrientes parasitas en el interior de las chapas .Generalmente se
consigue una mejora en la resistencia entre chapas recociendo la chapa bajo condiciones
ligeramente oxidantes que aumentan el espesor del oxido superficial y cortando entonces las
formas acabadas para los núcleos .Los revestimientos o acabados de aislamiento pueden clasificarse
ampliamente en orgánicos o inorgánicos.
Perdidas en los nucleos de los transformadores
Las perdidas en los núcleos de los transformadores pueden dividirse en dos grupos, a saber.
a)perdidas en el cobre : b)perdidas en el hierro .
Las perdidas en el cobre son debidas a las resistencia, óhmica presentada por el alambre , estas
perdidas se incrementan cuanto mayor es la corriente que los atraviesa.
Las perdidas en el hierro (núcleo )pueden subdividirse en dos partes :las perdidas por histéresis
magnética y las perdidas por corrientes de Foucault o corrientes parasitas .En el primer caso
son debidas a que el núcleo del transformador se encuentra ubicado dentro del campo magnético
generado por el mismo y , en consecuencia , se imanta .Pero , ocurre que la corriente aplicada al
transformador es alternada y , por tanto , invierte constantemente su polaridad , variando con la
misma frecuencia en sentido del campo magnético . Luego , las moléculas del material que forma
el núcleo deben invertir en igual forma su sentido de orientación , lo cual requiere energía , que
es tomada de la fuente que suministra la alimentación . Esto representa ,por tanto , una perdida.
En la práctica, para disminuir al máximo las perdidas por histéresis magnética se recurre al uso
de los núcleos de materiales capaces de imanarse y desimanarse fácil y rápidamente, tal como el
hiero silicio.
En cuanto a las perdidas por corrientes de Foucault o corrientes parasitas, Se produce cuando un
conductor atraviesa un campo magnético variable, o viceversa. El movimiento relativo causa una
circulación de electrones, o corriente inducida dentro del conductor. Estas corrientes circulares de
Foucault crean electroimanes con campos magnéticos que se oponen al efecto del campo
magnético aplicado (ver Ley de Lenz). Cuanto más fuerte sea el campo magnético aplicado, o
mayor la conductividad del conductor, o mayor la velocidad relativa de movimiento, mayores serán
las corrientes de Foucault y los campos opositores generados.
En los núcleos de bobinas y transformadores se generan tensiones inducidas debido a las
variaciones de flujo magnético a que se someten aquellos núcleos. Estas tensiones inducidas son
causa de que se produzcan corrientes parásitas en el núcleo (llamadas corrientes de Foucault), que
no son óptimas para la buena eficiencia eléctrica de éste.

4. Las corrientes de Foucault crean pérdidas de energía a través del efecto Joule. Más concretamente,
dichas corrientes transforman formas útiles de energía, como la cinética, en calor no deseado, por lo
que generalmente es un efecto inútil, cuando no perjudicial. A su vez disminuyen la eficiencia de
muchos dispositivos que usan campos magnéticos variables, como los transformadores de núcleo de
hierro y los motores eléctricos. Estas pérdidas son minimizadas utilizando núcleos con materiales
magnéticos que tengan baja conductividad

5. III.- EQUIPOS Y/O INSTRUMENTOS A UTILIZAR
1 Rector con núcleo de hierro
1Autotransformador variable
1Resistencia de 60 kΩ
1Reostato de 4.5Ω
1Condensador de 20µF.
1Amperimetro AC , de 2A.
1Voltimetro AC de 220 v.
1Watimetro de 120 w.
1Osciloscopio con acceso vertical y horizontal
1Multimetro digital
2 Llaves cuchilla 1Φ
IV.-PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1.- Obtención de la característica B-H
2.- Armar el circuito siguiente:

6. NOTA:
Antes de energizar el circuito, el auto transformador deberá estar en posición de salida de
cero voltios después de comprobar la corrección de las conexiones, cerrar el interruptor
S1.Aliemntado el autotransformador y elevar la tención aplicada hasta un 50% de la
tensión nominal.
Comprobando el adecuado funcionamiento de todos los instrumentos y elegido los rangos
convenientemente, reducir la tensión a cero.
Nuevamente elevar la tensión en forma progresiva registrando valores de tensión y
corriente. Hacer mediciones hasta un 20 % sobre la tensión nominal.
En el transformador de 220v con dos salidas de 115v tensión nominal se uso un devanado
a modo de reactor.
𝑅115𝑉 = 0.8Ω

7. Registro de valores de tensión y corriente hasta un 20% sobre la tensión nominal.
I(amp) V(volt) p(w) Cosθ
0.65 140.2 22 0.24
0.51 133.8 20 0.29
0.45 130.3 18 0.31
0.39 126.6 17 0.35
0.35 122.8 16 0.38
0.3 118.5 15 0.42
0.26 115.6 14 0.47
0.23 112.7 13 0.5
0.21 109.7 12 0.52
0.17 103.1 11 0.63
0.16 100.3 10 0.62
0.14 95.8 9 0.67
0.13 92.5 9 0.75
0.12 87.5 8 0.76
0.1 81.9 7 0.86
0.09 78.7 7 0.99
0.08 73 6 1
0.07 65.8 5 1
0.06 55.3 4 1
0.05 49.2 3 1
0.05 39.7 2 1
0.04 28 1 1

8. V.-CUESTIONARIO
1.-Trazar las curvas de V vs I, W vs V. Explique sus tendencias.
Las tendencias de las graficas representan de forma análoga la grafica B-H (Densidad de
flujo- Intensidad de campo magnético) que es la saturación del material ferromagnético.
“A mayor entrehierro aumenta la corriente.

9. 2.-Elabora un circuito equivalente del reactor para una tensión de 110v.
V=109,7v ; I=0.21A ; W=12w
Rbob=0.8Ω
I=0.21V entonces Vbob=0.168v
Por lo tanto:
V=Vbob+E ….. Entonces E=109,532volt
Como la potencia en la Rbob es pequeña lo despreciamos.
Por formula:
Rp=𝐸2
/𝑊 𝐹𝑒 = 999,771Ω
Por formula:
𝐺 = √(
𝐼2
𝑊
)2 − (
1
𝑅𝑝
)2 =1/Xm=3,53 10−3
entonces Xm=283.286Ω.

10. 3.-Diga usted porque se denomina a lo realizado en la pregunta anterior “Circuito
equivalente”.
Un reactor puede ser representado mediante un circuito eléctrico equivalente la cual debe
representar exactamente todos los parámetros del circuito real.
Como la resistencia interna de la bobina, los parámetros de excitación V e I eficaces, la
reactancia magnetizarte Xm.
V.-OBSERVACIONES
1.-Una curva V vs I en el reactor me puede representar la curva de saturación del
material ferromagnético .
2.-A mayor entre hierro mayor corriente.
3.-A medida que aumentamos la corriente , el voltaje tiene a ser constante esto debido
al punto de saturación .
VI.- BIBLIOGRAFIA
1.- http://books.google.com.pe/books?id=ehxKXip1j6EC&pg=PA27&lpg=PA27&dq=curva+B-
H&source=bl&ots=5Sgnl7mjLl&sig=auxYBnOAayx3xvsZq-
1xI_u6G4w&hl=es#v=onepage&q=curva%20B-H&f=false
2.-MAQUINAS ELECTRICA de Fraile Mora.