Proyectro Electro.docx

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE MECÁNICA ESCUELA DE INGENIERÍA AUTOMOTRIZ

TEMA: Tipos de Resistencias

ESTUDIANTES: 1. Mickael Garcés 2. Nicolay Barros 3. Ricky Calozuma

SEMESTRE: 4. 4ª “B”

ASIGNATURA: 5. Electrotecnia

CHIMBORAZO, RIOBAMBA

21 DE NOVIEMBRE, 2018

1. TÍTULO: Generador de energía electromagnético 2. ESTUDIANTE: Mickael Garcés

180504184-3

2204

3. OBJETIVOS: 3.1) Objetivo General: Elaborar un generador de energía eléctrica a base de imanes

3.2) Objetivos Específicos:   

Ayudar al ventilador a girar más rápido con los imanes de neodimio. Producir un tipo de energía mas limpia. Familiarizarnos con otras fuentes de energía.

4. JUSTIFICATIVO: La energía que generan los campos magnéticos de los imanes se puede aprovechar para generar electricidad, de esta manera, la energía producida es sustentable, limpia y económica; es por eso que me llama la atención investigar más a fondo sobre los imanes además de darlo a conocer a la comunidad estudiantil. 5. MARCO TEÓRICO ELECTRICIDAD La electricidad (del griego elektron, cuyo significado es ámbar) es un fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y cuya energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros, en otras palabras es el flujo de electrones. La electricidad y el magnetismo son dos aspectos diferentes de un mismo fenómeno físico, denominado electromagnetismo, descrito matemáticamente por las ecuaciones de Maxwell. El movimiento de una carga eléctrica produce un campo magnético, la variación de un campo magnético produce un campo eléctrico y el movimiento acelerado de cargas eléctricas genera ondas electromagnéticas (como en las descargas de rayos que pueden escucharse en los receptores de radio AM).

ENERGÍA El término energía fuerza de acción o fuerza trabajando) tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar,

transformar o poner en movimiento. En física, «energía» se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla, y luego darle un uso industrial o económico.

Transformación de la energía

Para la optimización de recursos y la adaptación a nuestros usos, necesitamos transformar unas formas de energía en otras. Todas ellas se pueden transformar en otra cumpliendo los siguientes principios termodinámicos: “La energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma”. De este modo, la cantidad de energía inicial es igual a la final. “La energía se degrada continuamente hacia una forma de energía de menor calidad (energía térmica)”. Dicho de otro modo, ninguna transformación se realiza con un 100% de rendimiento, ya que siempre se producen unas pérdidas de energía térmica no recuperable. El rendimiento de un sistema energético es la relación entre la energía obtenida y la que suministramos al sistema.

IMÁN Un imán (del francés aimant) es un cuerpo o dispositivo con un campo magnético (que atrae o repele otro imán) significativo, de forma que tiende a juntarse con otros imanes (por ejemplo, con campo magnético terrestre)

PARTES DE UN IMÁN Eje magnético: barra de la línea que une los dos polos. Línea neutra: línea de la superficie de la barra que separa las zonas polarizadas. Polos: los dos extremos del imán donde las fuerzas de atracción son más intensas. Estos polos son, el polo norte y el polo sur; también denominados polos positivo y negativo, respectivamente.

MAGNETISMO Los fenómenos magnéticos fueron conocidos por los antiguos griegos. Se dice que por primera vez se observaron en la ciudad de magnesia en asia menor, de ahí el término magnetismo. Sabían que ciertas piedras atraían el hierro y que los trocitos de hierro atraídos, atraían a su vez a otros. Estas se denominaron imanes naturales.

Polaridad de un imán Para determinar los polos de un imán se considera la tendencia de éste a orientarse según los polos magnéticos de la tierra, que es un gigantesco imán natural: el polo norte de un imán se orienta hacia el polo sur magnético, que está próximo al polo norte geográfico, mientras que el polo sur del imán se orienta hacia el polo norte magnético, que está próximo al polo sur geográfico. El ángulo comprendido que entre la componente horizontal del campo magnético terrestre con el meridiano geográfico se denomina declinación magnética.

5.1) Materiales: Imanes de neodimio

Cable de timbre

Motor de 12 voltios

Cables Macho- Hembra

Focos de 3 voltios

Tabla triple

Led

Batería de 9 voltios

Casas armables

5.2) Fundamentación Teórica Teoría Electromagnética A finales del siglo XVIII y principios del siglo XIX se investigaron simultáneamente las teorías de la electricidad y el magnetismo. En 1819, el físico danés Hans Christian Oersted llevo a cabo un importante descubrimiento al observar que una aguja magnética podía ser desviada por una corriente eléctrica. Este descubrimiento, que mostraba una conexión entre la electricidad y el magnetismo, fue desarrollado por científico francés Andre Marie Ampere, que estudio las fuerzas entre cables por los que circulan corrientes eléctricas. En 1831, el científico británico Michael Faraday descubrió que el movimiento de un imán en las proximidades de un cable induce en éste una corriente eléctrica; este efecto era inverso al hallado por Oersted. Así, Oersted demostró que una corriente eléctrica crea un campo magnético, mientras que Faraday demostró que puede emplearse un campo magnético para crear una corriente eléctrica. La unificación plena de las teorías de la electricidad y el magnetismo se debió al físico británico James Clerk Maxwell, que predijo la existencia de ondas electromagnéticas e identificó la luz como un fenómeno electromagnético. .

¿Qué estudia el magnetismo? Es la parte de la física que estudia las propiedades de los campos magnéticos así como las interacciones entre los imanes naturales. ¿Qué es el electromagnetismo? Es una rama de la física que estudia y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos en una sola teoría, cuyos fundamentos fueron sentados por Michael Faraday y formulados por primera vez de modo completo por James Clerk Maxwell. El electromagnetismo es una teoría de campos; es decir, las explicaciones y predicciones que provee se basan en magnitudes físicas vectoriales dependientes de la posición en el espacio y del tiempo.

Ley de Andre En física del magnetismo, la Ley de ampere, también conocida como efecto Oersted, relaciona un campo magnético estático con la causa que la produce, es decir, una corriente eléctrica estacionaria. Es análoga a la Ley de Gauss. Descubrimiento de Andre M. Ampere Andre-Marie Ampere en Francia advirtió que si una corriente en un hielo ejercía una fuerza magnética sobre una aguja dos hielos semejantes también deberían interactuar magnéticamente. Mediante una serie de ingeniosos experimentos mostró esta interacción era siempre y fundamental.

que

Las corrientes paralelas (rectas) se atraen las corrientes antiparalelas se repelen. La fuerza entre dos largas corrientes rectas y paralelas eran inversamente proporcionales a la distancia entre ellas y a la de intensidad de la corriente que pasaba por cada una. Espira y una Selenoide Espira: es la que se obtiene al doblar en forma circular un conductor recto. Selenoide: (bobina) es la que se extrae al enrollar un alambre en forma helicoidal o de hélice, acción que recibe el nombre de devana. Inducción Electromagnética Es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz (voltaje) en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable, o bien en un medio móvil respecto a un campo magnético estático. Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce una corriente inducida. Esto fue descubierto por Michael Faraday quien lo expresó indicando que la magnitud del voltaje inducido es proporcional a la variación del flujo magnético. Ondas electromagnéticas Supongamos que en algún punto del espacio localizamos a un dipolo eléctrico, y que decimos que allí está el origen de nuestro sistema de coordenadas. Para calcular el campo eléctrico de esta sencilla distribución de cargas, y sabemos también que se puede representar por líneas de campo. Teniendo como referencia que a partir del tiempo t = 0, las cargas del dipolo ejecutan movimiento armónico simple con centro ene el origen a cierta frecuencia f, de modo que después de la mitad de un periodo; cuando t = 1/2 f, nuevamente el dipolo alcanza su valor máximo, pero está invertido con respecto a su orientación inicial. Esperamos que nuestro medidor registre una variación sinusoidal de frecuencia f en el campo eléctrico en el punto A.

Aplicaciones del electromagnetismo 

Trenes de levitación magnética: Estos trenes no se mueven en contacto con los rieles, sino que van "flotando" a unos centímetros sobre ellos debido a una fuerza de repulsión electromagnética. Esta fuerza es producida por la corriente eléctrica que circula por unos electroimanes ubicados en la vía de un tren, y es capaz de soportar el peso del tren completo y elevarlo.

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Timbres: Al pulsar el interruptor de un timbre, una corriente eléctrica circula por un electroimán creado por un campo magnético que atrae a un pequeño martillo golpea una campanilla interrumpiendo el circuito, lo que hace que el campo magnético desaparezca y la barra vuelva a su posición. Este proceso se repite rápidamente y se produce el sonido característico del timbre.

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Motor eléctrico: Un motor eléctrico sirve para transformar electricidad en movimiento. Consta de dos partes básicas: un rotor y un estator. El rotor es la parte móvil y esta formado por varias bobinas. El estator es un imán fijo entre cuyos polos se ubica la bobina. Su funcionamiento se basa en que al pasar la corriente por las bobinas, ubicadas entre los polos del imán, se produce un movimiento de giro que se mantiene constante, mediante un conmutador, generándose una corriente alterna.

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Transformador. Es un dispositivo que permite aumentar o disminuir el voltaje de una corriente alterna. Esta formado por dos bobinas enrolladas en torno a un núcleo o marco de hierro. Por la bobina llamada primario circula la corriente cuyo voltaje se desea transformar, produciendo un campo magnético variable en el núcleo del hierro. Esto induce una corriente alterna en la otra bobina, llamada secundario, desde donde la corriente sale transformada. Si el numero de espiras del primario es menor que el del secundario, el voltaje de la corriente aumenta, mientras que, si es superior, el voltaje disminuye.

6. PROCEDIMIENTO Primer Paso: Pegar los imanes de neodimio a nuestro ventilador. Los colocamos para ayudar al motor a girar de una manera más rápida y producir mayor energía. Segundo Paso: Poner los cables a los led y al foco de 3V. Tercer Paso: Armar la casa Plegable. Cuarto Paso: Pegar todo a la tabla triple. Quinto Paso: Realizar las conexiones. Sexto paso: Conectar la batería al motor para generar energía con los imanes para todos los focos. Séptimo Paso: Verificar que las conexiones funcionen de manera correcta.

7. CONCLUSIÓN: Hemos llegado a concluir que por medio de este proyecto, ayudaremos a preservar el medio ambiente y así mismo reducir el uso excesivo de los combustibles fósiles y a transformar la energía para poder usarla en un futuro. Cabe decir que si se invierte en este tipo de mecanismos, revolucionándolos y experimentando con ellos podremos lograr energía limpia y contribuir de esta manera con el medio ambiente. Se espera que este prototipo contribuya, en conjunto con otras energías limpias y renovables como la energía eólica y solar, a la reducción de emisiones de dióxido de carbono y de partículas cancerígenas que rondan a los seres humanos y a los animales. 8. RESULTADOS: El ventilador gira a una gran velocidad dependiendo los imanes que ocupamos es por ello que se realizaron pruebas con imanes naturales y de neodimio y se comprobó que se necesitan imanes pequeños y de iguales dimensiones, sin desperfectos que los hagan diferentes para generar un campo magnético uniforme que logre hacer girar el prototipo, respecto a los dos tipos de imanes que utilizamos para probar la eficiencia energética de cada uno y a la vez analizar cuál de estos es mejor para producir energía eléctrica corroboramos que el imán de neodimio proporciona mayor movimiento al ventilador y por consecuencia mayor energía, los imanes naturales nos fue difícil cortarlos en trozos de iguales dimensiones y eso complicó el trabajo con ellos; sin embargo también son altamente efectivos en la generación de campos magnéticos.

9. BIBLIOGRAFÍA: 

Resnick, Halliday, Física, Editorial C.E.C.S.A. octubre 1972, Págs. No.951, 952,943.

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Van Valkerburgh, Nooger y Neville, inc., Electricidad Básica Editorial Bell, 30 de marzo de 1970 (Quinta edición), Págs. 78-79.

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Marcos Jáuregui, Física (educación media), editorial Santillana.1999, Págs. 152, 153 y 154.

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González E. (2012). Análisis de magnetismo. México. Resumen recuperado de http://eriquegonzalez344-3.blogspot.mx/ http://tiposdeimanes.blogspot.mx/ B

10. ANEXOS: