Conversión de energía II
Reporte
Estudiante: Marcelo Guadamuz Ortega
Carrera: Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones
Profesor: Msc. Richard Medrano
Tema: Motores de corriente continua
Lunes 25 de mayo del 2020
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Orientación Universidad
Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity
Busca documentos
Prepara tus exámenes con los documentos que comparten otros estudiantes como tú en Docsity
Busca tu universidad
Encuentra los documentos específicos para los exámenes de tu universidad
Video Cursos
Estudia con lecciones y exámenes resueltos basados en los programas académicos de las mejores universidades
Quiz
Responde a preguntas de exámenes reales y pon a prueba tu preparación
Consigue puntos base para descargar
Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium
Comunidad
Pregúntale a la comunidad
Pide ayuda a la comunidad y resuelve tus dudas de estudio
Ebooks gratuitos
¡Nuestros e-books salva-estudiantes!
Descarga nuestras guías gratuitas sobre técnicas de estudio, métodos para controlar la ansiedad y consejos para la tesis preparadas por los tutores de Docsity
Motor de corriente continua, Guías, Proyectos, Investigaciones de Física
Investigación sobre como elaborar un motor de corriente continua
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
2019/2020
1 / 19
Esta página no es visible en la vista previa
¡No te pierdas las partes importantes!
Documentos relacionados
Vista previa parcial del texto
¡Descarga Motor de corriente continua y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Física solo en Docsity!
Conversión de energía II
Reporte
Estudiante: Marcelo Guadamuz Ortega
Carrera: Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones
Profesor: Msc. Richard Medrano
Tema: Motores de corriente continua
Lunes 25 de mayo del 2020
Introducción
Desde el principio de los tiempos, el ser humano siempre ha buscado la forma de realizar los trabajos diarios de manera más sencilla de tal forma que todo le resulte fácil, y en dicha búsqueda de ese objeto, brillantes mentes a través de la historia, cada uno con sus aportes pudieron demostrar de forma teórica usando la matemática como base y de forma práctica con la ayuda de muchos experimentos pudieron afirmar que dichos objetos eran posibles y de esta forma, con el paso de las décadas distintos inventores consiguieron desarrollar el motor de corriente continua que con los nuevos descubrimientos hechos con el paso del tiempo, dichos motores eran mejorados y hoy en día ser usados en productos tan básicos como un taladro, motores de arranque, juguetes e inclusive ser implementados para máquinas del sector industrial como maquinas extractoras, maquinas elevadoras, maquinas cortadoras, entre otras; y con esto encontrar aquello que el ser humano había buscado y de tal forma que se ha establecido lo que hoy tenemos como sociedad.
Motor de corriente continua
Demostración teórica Como tal no hay una ciencia exacta de cómo realizar un motor de corriente continua de forma casera, dado que en los motores a mayor escala se necesitan materiales muy específicos para conseguir la potencia que se generan en los mismos, pero con ciertos materiales quizás un poco más accesibles para cualquier persona se pueden realizar una pequeña demostración sobre cuál es el funcionamiento de un motor de corriente continua. Los motores de corriente continua funcionan gracias a la ayuda de distintas leyes y principios de la física que fueron implementadas en este campo. Dichas leyes son:
- Ley de Lorentz: La ley de Hendrik Antoon Lorentz indica que una cantidad fija de carga q que se mueve a una velocidad constante v en un campo magnético uniforme B, experimenta una fuerza F, perpendicular tanto a la velocidad v como al campo B, expresado de forma matemática: Con la ayuda de esta ley se ideó que proveyendo a un conductor de corriente se crea un campo electromagnético entorno a él, de esta forma consiguiendo crear lo que se conoce como electroimán. Esto puede ser comprobado con la ayuda de la “Regla de la mano derecha”, hecha por John Ambrose Fleming la cual nos proporciona una idea sobre cuál es la dirección que tienen las líneas de campo magnético usando tan solo nuestra mano derecha.
Conociendo el principio de ley de Lorentz se tuvo en mente el usar la propiedad que poseen los minerales conocidos como imanes la cual en base al magnetismo que poseen y usando la ley de los signos del magnetismo que nos indica que un imán posee un polo en cada extremo, es decir un imán posee dos polos los cuales tienen la capacidad de atraer distintos minerales como el hierro, níquel, cobalto. Usando esto se determinó que lo imanes serían de mucha utilidad dado que usando la ley física que indica que los polos opuestos tienden a atraerse se comprende que esto puede ser usado para atraer o repeler a un alambre conductor dado que en el mismo se interpreta que al igual que los imanes, estos poseen un polo norte(carga positiva) y un polo sur(carga negativa) por el hecho que las líneas de atracción de un imán salen del polo norte y se anulan dado que llegan al polo sur del mismo imán, ese mismo principio aplica en un alambre, por lo que en un extremo brindamos una carga positiva y en el otro una negativa y de esta forma ambas cargas se anulan justamente como sucede en los imanes. Conociendo esto Fleming tuvo la brillante idea de la “regla de la mano izquierda”, con la cual podemos darnos una idea de que dirección a la cual se movería nuestro alambre a la hora de colocarlo cercano a un par de imanes por la interacción que habrá entre el campo electromagnético del alambre más el campo magnético de los imanes. En función de toda la información antes vista se puede tener la base teórica sobre como es el funcionamiento de un motor de corriente continua y esta manera lograr construir uno por nuestra propia cuenta con materiales que talvez no sean del todo accesibles pero que quizás no sean difíciles de conseguir.
- Ley de Ampere: El matemático francés André-Marie Ampère con esta ley nos ayuda a poder calcular el campo magnético que presenta un hilo rectilíneo por el cual circula una corriente eléctrica. En otras palabras, con la ayuda de esta fórmula podemos calcular cual será el campo magnético en nuestro alambre conductor y de esta forma conocer más a fondo que es lo que está sucediendo físicamente hablando en nuestro motor, usado esa fórmula sabemos que B es el campo magnético de nuestro hilo, μ 0 es la permeabilidad magnética de nuestro alambre en el vacío, I es la corriente que circula a través del alambre, ρ es la distancia perpendicular al hilo y el vector unitario acimutal. De esta expresión se deduce que las líneas de campo magnético son circunferencias que dan vueltas en torno al hilo de corriente. Si ahora calculamos la circulación a lo largo de una de estas circunferencias, el resultado es independiente de la distancia al hilo Este resultado se puede generalizar a cualquier curva cerrada que envuelva una vez al hilo de corriente. Por contra, si consideramos una curva por el exterior del hilo, puede demostrarse que se anula la circulación del campo magnético. A partir de aquí el resultado se extiende a un conjunto cualquiera de corrientes. Si tenemos una serie de hilos y una curva C que envuelve solo a algunos de ellos, dejando el resto fuera, la circulación del campo magnético la dan solo aquellas corrientes que son rodeadas por la curva. Matemáticamente:
Esta es la ley de Ampère para el campo magnético creado por corrientes estacionarias: la circulación del campo magnético a lo largo de una curva cerrada C es igual a la permeabilidad del vacío multiplicada por la corriente total que atraviesa una superficie S apoyada en la curva C y orientada según la regla de la mano derecha. El signo de cada una de las corrientes será positivo si fluye en el sentido indicado normal a S y negativo en caso contrario. la ley de Ampère puede escribirse en función de la densidad de corriente como:
los mismo 1.5V la diferencia está en que las AAA son para usar en momentos cortos y las Tipo D se pueden usar durante un tiempo más prolongado sin notar un sobrecalentamiento en la mismo, solo hay que procurar que sean de buena calidad, dado que si son de mala calidad a pesar que entregarán los 1.5V el amperaje será mucho menor al de una pila de buena calidad que podrá entregar arriba de 2.5A lo cual será suficiente para hacer girar al rotor. Pega: Blanca, silicón (Frio o caliente), Pega loca Madera: lápices y paletas de helado Lija de madera Clips
Partes del motor
- Rotor: El rotor es el componente que gira (rota) en una máquina, está formado por un eje que soporta un juego de bobinas arrolladas sobre un núcleo magnético o no magnético que gira dentro de un campo magnético creado bien por un imán o por el paso por otro juego de bobinas, arrolladas sobre unas piezas polares, que permanecen estáticas. Rotor de motor eléctrico Rotor casero - Estator: Es la parte fija de una máquina rotativa, interactúa con la armadura móvil para producir par motor en el eje de la máquina. Su construcción puede ser de imán permanente o de electroimán, en cuyo caso la bobina que lo energiza se denomina devanado de campo. Estator de motor eléctrico (Electroimán) Estator casero
Estos bloques de grafito se denominan escobillas (carbones, coloquialmente) y los anillos rotatorios reciben el nombre de colector. En algunos tipos de máquinas electromagnéticas, como los motores, los anillos del colector están divididos en dos o más partes, aisladas unas de otras y conectadas a una o más bobinas. En este caso, cada una de las partes en que está dividido el colector se denomina delga. Debido a que, por el roce que se ocasiona al girar el dispositivo se produce un desgaste por abrasión, las escobillas deben ser sustituidas periódicamente. Escobillas de motor eléctrico Escobillas caseras
- Fuente de energía: Es la encargada de poder alimentar nuestro motor de electricidad, las pilas, baterías y fuentes de alimentación independientes, la diferencia está en cuanta corriente y voltaje queremos suministrar a nuestro motor y en base a eso tomaremos una decisión u otra. Pilas: Es un dispositivo que convierte energía química en energía eléctrica por un proceso químico transitorio, sus características se ven alteradas con el uso lo cual concluye en una descarga total e irreversible. Se trata de un generador primario dado que el mismo produce su propia electricidad, en otras palabras, no necesita de una fuente externa para poder adquirir electricidad (“ser cargados”) como sí lo necesitan las baterías. Esta energía resulta accesible mediante dos terminales que tiene la pila, llamados polos, electrodos o bornes. Uno de ellos es el polo positivo o cátodo y el otro es el polo negativo o ánodo.
Baterías: Es un dispositivo que consiste en una o más celdas electroquímicas que pueden convertir la energía química almacenada en corriente eléctrica. Cada celda consta de un electrodo positivo, o ánodo, un electrodo negativo, o cátodo, y electrolitos que permiten que los iones se muevan entre los electrodos, permitiendo que la corriente fluya fuera de la batería para llevar a cabo su función, alimentar. Las baterías pueden ser recargadas sin más que revertir las reacciones químicas en su interior mediante el suministro de energía eléctrica de un generador primario a la celda hasta el restablecimiento de su composición original. Fuentes de alimentación: Son un dispositivo que convierte la tensión alterna de la red de suministro, en una o varias tensiones, prácticamente continuas. Son muy prácticas dado que uno puede regular de forma muy sencilla el voltaje y la corriente que su motor requiere para poder funcionar.
Conclusión
Como tal el desarrollo, la investigación previa y todo el proceso de construcción y elaboración que requirió este proyecto fue muy arduo porque a pesar de haber tanta información disponible, no hay una forma exacta y precisa sobre cómo construir desde tu casa un motor de corriente continua, más que nada porque hay que realizar muchas pruebas y tomar en cuenta muchos factores para conseguir que el motor pueda funcionar, pero a pesar de ello el propósito inicial el cual era construir un motor de corriente continua funcional a base de materiales “fáciles” de conseguir fue satisfactoriamente logrado.
Bibliografía
- http://www3.gobiernodecanarias.org/medusa/ecoblog/fsancac/2014/03/12/motores- electricos-ley-de-lorentz/
- http://www.asifunciona.com/electrotecnia/af_motor_cd/af_motor_cd_3.htm
- https://sites.google.com/a/colegiocisneros.edu.co/fisica10y11/home/eventos- electromagneticos/magnetismo
- http://www.elementosmagneticos.com/Corriente_maxima_en_bobinas
- https://www.imagnetshop.com/es/aplicaciones-de-los-imanes/como-hacer-un-motor- electrico-con-imanes-como-funciona-b30.html
- https://www.mecatronicalatam.com/es/tutoriales/motor/motores-electricos/motor-de- corriente-continua/