Proyecto Fisica Original.docx

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FACULTAD DE INGENIERÍA “EVALUACIÓN DE UN GENERADOR EÓLICO DEPENDIENDO DE LA DISTANCIA Y VELOCIDAD DEL VIENTO PARA GENERAR ENERGÍA ELÉCTRICA” Informe del curso:

Física General

Integrantes: Alfaro Castillo Luis Chamay Arzabe Frank Cruz Céspedes Tiffany Valeria Fernandez Florián Mirya Kaira García Tapullima Claudia Mendieta Argomedo Gianina

Docente: Miguel Angel Valverde Alva

TRUJILLO – PERÚ 2018 1

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1) INSTRUMENTOS Y MATERIALES: 1.1 instrumentos: Equipos

cantidad

Sensor de luz

1 unid

Anemómetro

1 unid

Sensor de luz

1 unid

Soplador

1 unid

Un pc con el programa logger pro

1 unid

Voltímetro

1 unid

Soportes para el sensor de luz

1 unid

Pinzas ajustadoras

1 unid

Broca

1 unid

Talando

1 unid

1.2 materiales: tuvo de pvc de 5 cm

1 unid

tuvo de pvc de 15 cm

1 unid

Dínamo

1 unid

plancha de cartón de 50cm

1 unid

Remaches 3-16

2 unid

Precinto

1 unid

Interruptor

1 unid

foco LED

1 unid

Ventilador de computadora

1 unid

Alambre de estaño

1 und

Pegamento pvc

1 unid

2

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Cables rojo y negro

1 unid c/u

Papel de 1 cm de ancho/ 7 cm de largo

1 unid

2) SISTEMA EXPERIMENTAL:

3

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1) soporte o pedestal: sostiene el sistema armado a 15 centímetros de altura de la base 2) palas: transforman la energía cinética producida por el viento en energía mecánica 3) dínamo: es un generador eléctrico destinado a la transformación de flujo magnético en electricidad mediante el fenómeno de la inducción electromagnética, generando una corriente continua 4) cables: conductores de electricidad 5) foco: emite luz a través de la energía conducida por los cables 6) Voltímetro: medir el voltaje producido por el aerogenerador 7) sensor de luz: determina la velocidad utilizando el programa logger pro 8) Anemómetro: determina la velocidad del viento 9) Regla: mide la distancia desde donde se emite el viento 10) Soplador: recurco eolico 11) Sensor de luz: para hallar la velocidad tangencial 12) soporte universal: sostener el sensor de luz a la altura y dirección de las palas 12) papel en una de las palas: para que el sensor de luz detecte la velocidad de las palas 3) METODOLOGÍA EXPERIMENTAL: 4.1. Diseño del generador eólico casero: Para la construcción del aerogenerador se inició con la de la base que sostendrá todo el sistema, esta se armó mediante el uso de 3 cartones de 41cm de largo y 21cm de ancho, apilados uno encima del otro, fijados con pegamento de PVC, haciendo un corte de 25x25 cm en el centro de las 2 últimas 4

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capas, posteriormente a ello se realizaron 3 agujeros a una distancia prudente. El primer agujero para el interruptor, de tal manera que este quepa exacto en él, el segundo es más pequeño, el cual ira debajo de la base del soporte o pedestal con el objetivo que pasen los cables del dinamo y el tercer agujero en donde se ubicó el foco led Luego se continuo con la construcción del soporte o pedestal del dínamo, este está hecho mediante un tubo de pvc de 1 pulgada y 15 cm de altura, para fijarlo en el cartón, se usó un tubo de 8 cm de largo, se realizó 4 cortes en forma de tal manera que se pueda asentar en la base, una vez terminada se realizó la unión de la base de cartón con la base de soporte o pedestal, para ello se realizaron 4 agujeros, dos de ellos se hicieron en dos laminillas de lata, con el taladro y la broca; una vez echo se fijaron haciendo uso de 2 remaches colocando antes de esto las dos laminillas de lata con el fin de que los remaches no revienten al cartón. El siguiente paso fue soldar con un alambre de estaño, dos cables (+ y -) en la parte inferior del dinamo, los cuales se pasaron a través del soporte, base del soporte y el agujero de la base de cartón, posteriormente se fija el soporte con el dinamo mediante un precinto. Una vez unidos, se comenzó a pegar el centro de las palas hacia la polea con pegamento de pvc teniendo así la estructura principal del aerogenerador. Finalmente se colocó el foco con su respectivo cable en el agujero de la base, donde se le hizo un corte dejando a la vista el cable + y -, los cuales se sueldan al interruptor junto con los cables + y – de la estructura principal, teniendo así todo el sistema unido y listo para las pruebas respectivas. 4.2 Toma de datos La toma de datos con nuestro generador eólico casero en laboratorio se hizo de la siguiente manera: El primer paso fue instalar el aerogenerador eólico casero en la mesa de trabajo de laboratorio, posteriormente se le comunica al profesor Valverde proporcionar los instrumentos necesarios para la obtención de datos cuales son: sensores de luz con sus conexiones respectivas (C1y C2), soporte universal con su pinza sujetadora, anemómetro, pc con el programa loger pro con sus respectivas conexiones y un soplador. El siguiente paso fue unir los sensores de luz al soporte universal mediante las pinzas sujetadoras, seguidamente conectar el C1 y C2 al sensor y a las entradas de loger pro, donde este ultimó se instaló para lograr la lectura de datos de la velocidad tangencial. Una vez instalado se le pego un pedazo de papel de 1cm de ancho y 6 cm de largo con la finalidad de que este sea detectado por los sensores, luego de haber ubicado todos los sensores en el sistema (aerogenerador) se inicia con la toma de datos teniendo en cuenta 6 distancias (72, 62, 52, 42, 32, 22) cm en las cuales e colocó el soplador para obtener su recurso eólico (el viento), des estas dependerá la velocidad del viento, el voltaje que se produce, la velocidad tangencial y si el foco logra prender esto se muestra en la toma de datos.

3) Datos experimentales: DISTANCIA

VELOCIDAD DE V.

VOLTAJE

VELOCIDAD TANGENCIAL

VELOCIDAD ANGULAR

72

12.1

2.10

8.09

0.89

62

16.5

2.66

11.97

1.33

52

19.3

2.83

12.07

1.34

42

20.8

3.00

16.29

1.81

32

22.2

3.04

17.29

1.92

22

26.1

3.13

16.08

1.78

5

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4) Resultados y análisis Tabla de distancia vs velocidad del viento Distancia

Velocidad del viento

72 cm

12.1 m/s

62 cm

16.5 m/s

52 cm

19.3 m/s

42 cm

20.8 m/s

32 cm

22.2 m/s

22 cm

26.1 m/s

Velocidad del viento

30 25 20 15 10 5 0 0

1

2

3

4

5

6

7

Mediante el anemómetro pudimos obtener el siguiente punto de comparación de acuerdo a mayor distancia la velocidad del viento disminuye siendo la máxima distancia 72 cm con una velocidad de viento de 12.1 m/s así mismo a menor distancia con 22 cm la velocidad del viento aumenta con 26.1 m/s .

Tabla de distancia vs voltaje Distancia

Voltaje

72 cm

2.10

62 cm

2. 66

52 cm

2.83

42 cm

3.00

32 cm

3.04

22 cm

3.13

Utilizando el voltímetro obtuvimos el mínimo y máximo voltaje según las distancias planteadas ,a mayor distancia el voltaje es menor siendo mayor distancia 72 cm teniendo como resultado un voltaje de 2.10 y a una menor distancia en este caso de 22 cm se obtuvo un mayor voltaje de 3.13

6

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Voltaje 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0

1

2

3

4

5

6

7

Tabla velocidad vs voltaje: Velocidad del viento

Voltaje

12.1 m/s

2.10

16.5 m/s

2.66

19.3 m/s

2.83

20.8 m/s

3.00

22.2 m/s

3.04

26.1 m/s

3.13

Mediante el anemómetro y voltímetro obtuvimos la velocidad del viento con su respectivo voltaje y concluimos que a menor velocidad de viento es menor voltaje teniendo como punto de referencia 12.1m/s y de voltaje 2.10 y mayor velocidad de viento es mayor voltaje esto se obtuvo teniendo como referencia 26.1m/s con un voltaje de 3.13

VOLTAJE

3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5

0 0

5

10

15

20

Velocidad tangencial vs velocidad angular VELOCIDAD TANGENCIAL

VELOCIDAD ANGULAR

8.09

0.89 7

25

30

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11.97

1.33

12.07

1.34

16.29

1.81

17.29

1.92

16.08

1.78

Velocidad angular: 𝑤 = 𝑤= 𝑤= 𝑤= 𝑤=

8.09

𝑣 𝑟

r=9

= 0.89

9 11.97

= 1.33

9 12.07 9 16.29

𝑤= 𝑤=

= 1.34

= 1.81

9 17.29

= 1.92

9 16.08 9

= 1.78

Analizando los datos podemos observar que la velocidad angular aumenta, conforme aumenta la velocidad tangencial y así podemos comprobar que estas velocidades son directamente proporcionales.

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