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PROYECTO FISICA DE UN GENERADOR ELECTROMAGNÉTICO
ANGELICA MARÍA PERDOMO
GINA SHIRLEY GARCÍA GUZMAN
SANDRA PATRICIA CASTRO
ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES
INGENIERÍA INDUSTRIAL
TECNOLOGIA EN GESTION DE PROCESOS INDUSTRIALES
BOGOTÁ, D.C.
2013
PROYECTO FISICA “MAGNETRÓN” DE UN GENERADOR
ELECTROMAGNÉTICO
(Energía Limpia)
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Realizaremos un experimento casero por medio del cual demostraremos los
fenómenos que ocurren en un generador eléctrico para la producción de energía
eléctrica.
OBJETIVOS
GENERAL

Generar energía eléctrica a bajo costo
ESPECIFICOS



Observar y analizar el funcionamiento de un generador eléctrico.
Realizar el montaje de un generador eléctrico casero con sus respectivas
partes que lo componen, para demostrar como este suministra la energía
eléctrica.
Generar fuente de energía alternativa las cual sea cero emisión y
económica con el fin de contribuir con la sostenibilidad y medio ambiente.
JUSTIFICACIÓN
A medida que pasa el tiempo el hombre ha desarrollado diversas formas de
generar energía eléctrica, pero cada vez se hace más evidente la necesidad de
buscar nuevas formas de generación de la misma a un costo más bajo y con
mayor eficiencia, por eso se realizó dicho experimento para soportar la idea de
satisfacer y vender la idea a la comunidad que necesite generar energía eléctrica
a bajo costo.
Lo que se quiere es llegar con esto es transformar la energía mecánica en energía
eléctrica con la ayuda de movimientos eólicos, a través del rose del campo
magnético (imanes) con la ayuda del alambre de cobre y asÍ generar electricidad
sin utilizar combustibles y CO2.
ANTECEDENTES
Durante 1831 y 1832, Michael Faraday descubrió que un conductor mecánico
moviéndose en un campo magnético que generaba una diferencia de potencial.
Aprovechando esto, construyó el primer generador electromagnético, el disco de
Faraday, un generador homopolar, empleando un disco de cobre que giraba entre
los extremos de un imán con forma de herradura, generándose una pequeña
corriente continua. También fue utilizado como generador de energía en una
bicicleta para producir luz de poca intensidad.
Se clasifican en primarias y secundarias, las primarias transforman fuerza en
energía, un ejemplo es el viento o energía eólica y las secundarias entregan una
parte de esa energía eléctrica que han recibido previamente, es decir, en primer
lugar reciben energía de una corriente eléctrica y la almacenan en forma de
alguna clase de energía. Posteriormente, transforman nuevamente la energía
almacenada en energía eléctrica. Un ejemplo son las pilas o baterías recargables.
PRIMEROS MODELOS
En 1831 aparece el primer generador Británico, inventado por Michael Faraday.
En 1836 Hippolyte Pixii, un francés que se dedicaba a la fabricación de
instrumentos, tomando como la base los principios de Faraday, construyó la
primera dinamo, llamada Pixii’sdynamo.
Para ello se utilizó un imán permanente que se giraba mediante una manivela. El
imán se colocó de forma que sus polos norte y sur quedaran unidos por un pedazo
de hierro envuelto con un alambre. Entonces Pixii se dio cuenta que el imán
producía un impulso de corriente eléctrica en el cable cada vez que transcurría un
polo de la bobina. Para convertir la corriente alterna a una corriente directa ideó un
colector que era una división de metal en el eje del cilindro, con dos contactos de
metal.Dinamo de Pixii.En 1860 Antonio Pacinotti, un científico italiano, idearía otra
solución al problema de la corriente alterna.
El dinamo fue el primer generador eléctrico apto para uso industrial. Pues fue el
primero, basado en los principios de Faraday, fue construido en 1832por el
fabricante francés de herramientas Hipólito Pixii, – empleaba un imán permanente
que giraba por medio de una manivela. Este imán estaba colocado de forma que
sus polos norte y sur pasaban al girar junto a un núcleo de hierro con un cable
eléctrico enrollado (como un núcleo y una bobina).
MARCO TEORICO
Un generador es una máquina eléctrica que realiza el proceso inverso que un
motor
eléctrico el cual transforma la energía eléctrica en energía mecánica.Aunque la cor
riente generada es corriente alterna, puede ser rectificada paraobtener
una
corriente continua. En el diagrama adjunto se observa la corriente inducida en un
generador simple de una sola fase. La mayoría de los generadores de corriente
alterna son de tres fases. Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de
mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos, llamados
polos, terminales o bornes.
Los generadores eléctricos son máquinas destinadas a transformar la energía
mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un
campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura
(denominada también estator). Si mecánicamente se produce un
movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generara una fuerza
electromotriz (F.E.M.).En la actualidad, la generación de C.C. se realiza mediante
pilas y acumuladores ose obtiene de la conversión de C.A. a C.C. mediante los
puentes rectificadores. El uso de la dinamo para la producción de energía en
forma de C. C. se estuvo utilizando hasta la llegada de los alternadores, que con el
tiempo
la
han
dejado
totalmente desplazada. Hoy en día únicamente se utilizan las dinamos para
aplicaciones específicas, como por ejemplo, para medir las velocidades derotación
de un eje (taco dinamos), ya que la tensión que presentan en los bornes de salida
es proporcional a la velocidad de la misma. Se puede decir que una dinamo es
una máquina eléctrica rotativa que produce energía eléctrica en forma de corriente
continua
aprovechando
el
fenómeno
deinducciónelectromagnética. Esta máquina consta fundamentalmente de unelectr
oimán encargado de crear un campo magnético fijo conocido por el nombre de
inductor, y un cilindro donde se enrollan bobinas de cobre, que se hacen girar a
una cierta velocidad cortando el flujo inductor, que se conoce como inducido.
El mercado de generadores eléctricos, continúa creciendo y brindando
desde generadores
eléctricos excesivamente
ruidosos,
hasta generadores
eléctricos insonoros.
Desde generadores eléctricos portátiles y hogareños, hasta grandes e
industriales generadores eléctricos, capaces de solventar la necesidad de energía
eléctrica simultánea a extensas regiones, por un largo período de tiempo.
COMIENZO DEL DESARROLLO DEL PROYECTO
 Condición solicitada.
Diseñar y construir un bosquejo de un generador electromagnético con ayuda del
movimiento eólico capaz de encender un bombillo led.
 Búsqueda y selección de la información de apoyo para la
elaboración del generador.
BUSQUEDA
SELECCIÓN
La información como base fue otorgada La selección que hemos hecho la hemos
por nuestro profesor de física quien nos realizado con la información que se mostró
público en el blog el link de del video.
en el video donde se visualiza el diseño
inicial y como se va complementado pasó a
paso.
 Diseño
Imanes de
Neodinium
Rueda
donde van
los imanes
Bobinas
donde va el
cobre
Eje central
Placa de
acrílico
 Planificación
MATERIAL
Acrílico
Carretes de nylon
Eje central
Rueda de fibra fenólica
Tornillos
Imanes de Neodinium
Bombillos Led
Cable eléctrico
Aspa
Otros:
Cobre esmaltado 0.03 cm
UNIDAD
1 placa
5
1 Tubo de aluminio
1
5
12 son fuertes magnéticamente
28 diferentes colores (amarillo, rojo y
verde) 1,5 V
100 cm
1
Soldadura, superbonder, compas, cinta
aislante negra.
Lo suficiente para alimentar las 5 bobinas
 Técnicas y herramientas usadas.
HERRAMIENTAS
Torno convencional
Fresadora convencional
Máquina para soldar pequeña
OBSERVACION
Donde se hizo el eje central de aluminio
Donde se le hicieron los orificios a la placa
de acrílico, los orificios donde van los
imanes de neodinium y se embobino el
cobre en los carretes de nylon.
Para soldar las puntas del cobre con el
cable eléctrico junto con los bombillos led
 Proceso de Construcción
Colocamos la placa de acrílico sobre la superficie de la fresadora, marcamos con
un compás los puntos donde se harán los orificios.
Se le hicieron los respectivos “5 “orificios.
Se hilaron los carretes de nylon con el cobre cada carrete tiene un mínimo de
vueltas de 3500, dejando por fuera las puntas de cobre tanto de inicio como final.
Luego se colocó los tornillos dentro de los carretes de nylon y se enroscaron a la
placa de acrílico.
Después se montó la pieza de aluminio en el torno para hacer el eje central el
cual girara nuestra rueda de fibra fenólica, y luego se colocó en la placa de
acrílico.
Se montó la pieza de fibra fenólica en la fresadora para hacer los “12” orificios que
llevan los imanes de neodinium.
Luego se pegaron los “12” imanes de neodinium a la rueda de fibra fenólica;
después se llevó dicha pieza para atornillar y colocarla en el eje central donde va a
rodar.
Después se soldaron las puntas del cobre con las del cable eléctrico junto con
estas se doblaron las puntas de los bombillos led de varios colores.
Luego colocamos cinta aislante negra alrededor de las bobinas de cobre.
Finalmente se pega el aspa encima de la rueda de fibra fenólica.
 Imágenes del proceso de construcción
 ¿Cómo funciona?
En la parte superior este contiene unos imanes fijos que generan un
campo magnético, este gira en donde se encuentran bobinas de
alambre de cobre. La ley de Faraday nos dice que cuando un
conductor corta las líneas de campo magnético, se genera en él una
corriente eléctrica lo que hace que se enciendan los bombillos led. Y
es justamente lo que sucede en este experimente de física.
 Problemas presentados y solución.
-
Que durante el armado de la bobina no se le dio suficientes vueltas,
al hacer oscilar los imanes comprobamos que el led no se
encendía, primero porque no habíamos pelado el cobre esmaltado lo
que no permitía el paso de la corriente y segundo porque la fuerza
electromotriz no era lo suficiente como para encender los led lo que
nos llevó a hacer más bobinas y todas con un mínimo de 3500
vueltas que generara mayor corriente.
-
Afortunadamente no tuvimos más problemas, porque se contaba
con los elementos necesarios y las máquinas para realizar dicho
generador.
 Objetivos que se cumplieron.
GENERADOR
-
Es el operador que se
encargó de generar
electricidad de formar
limpia con la ayuda del
movimiento eólico “aspa”
y así encender el bombillo
led.
LED
-
Es el operador que produce
energía luminosa a partir de
la electricidad que les
proporciono el generador a
través de los cables.
 Conclusiones
Podemos concluir con este experimento y con dicha demostración que
se puede adquirir energía renovable limpia gratis ya que no produce
emisiones ni residuos contaminante,
solo que las entidades
encargadas de la generación de esta energía no quieren que salga a la
luz pública pues perderían gran parte del botín y el miedo al no poder
volver a cobrar por dicho servicio; y más que eso hay que verlo por el
lado de la conservación puesto que llegara el día en que
verdaderamente nos enfrentemos a una crisis energética y esta sería
una de las muy posibles maneras de solucionarla.
En los próximos años, la electricidad es muy probable que desplace al
petróleo como la fuente primaria de energía, esto solo demuestra
claramente la importancia de mejorar la infraestructura existente de
generación de energía, transmisión y distribución con tecnologías
avanzadas a muy bajos costos.
Podemos dar infinitas conclusiones con respecto al tema en mención
pero nos queda lo que realmente fue la experiencia de hacer un
generador a conciencia de este tipo y como finalmente se logró su
objetivo gracias a las clases y tutorías de nuestro mentor Javier
Bobadilla.
 Bibliografía.
http://es.scribd.com/doc/32127649/GENERADOR-ELECTRICO.
http://www.ventageneradoreselectricos.es/generador-electrico-la-importancia-delos-generadores-electricos.