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UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR
INGENIERÍA ELECTRÓNICA
VEHÍCULO O CARRO A CONTROL REMOTO
CURSO
:
ELECTROMAGNETISMO
DOCENTE
:
JUAN PACHECO
INTEGRANTES
:
JORGE JIMENEZ CÓRDOBA
ALDAIR ACUÑA SERRANO
VALLEDUPAR – CESAR
2016-02
1. OBJETIVOS
1.1 Objetivo General
Realizar un carro o vehículo a control remoto, manipulado mediante señales de
radiofrecuencia.
1.2 Objetivos Específicos
 Desarrollar una simulación de un Vehículo automotor mediante dispositivos
electrónicos.
 Desarrollar
las
pruebas
técnicas
necesarias
para
lograr
el
óptimo
funcionamiento del circuito.
 Comprender el funcionamiento de un inversor de polaridad.
 Identificar y montar toda la parte de circuitería hasta lograr el funcionamiento
exitoso.
 Reconocer el funcionamiento de un motor de corriente continua
 Utilizar un mando para el movimiento del vehículo mediante unas señales
radiofrecuencia.
 Crear un circuito que secuencie la corriente en unos leds dependiendo de la
dirección del vehículo.
 Comprender el funcionamiento y aplicación de un puente h
 Desarrollar
las
pruebas
funcionamiento del circuito.
técnicas
necesarias
para
lograr
el
óptimo
2. Motores de Corriente Continua
En general, los motores de corriente continua son similares en su construcción a
los generadores. De hecho podrían describirse como generadores que funcionan
al revés. Cuando la corriente pasa a través del rotor de un motor de corriente
continua, se genera un par de fuerzas por la reacción magnética, y el rotor gira. La
acción del conmutador y de las conexiones de las bobinas del campo de los
motores son exactamente las mismas que usan los generadores. La revolución del
rotor induce un voltaje en las bobinas de ésta. Este voltaje es opuesto en la
dirección al voltaje exterior que se aplica al rotor, y de ahí que se conozca como
voltaje inducido o fuerza contra electromotriz. Cuando el motor gira más rápido, el
voltaje inducido aumenta hasta que es casi igual al aplicado. La corriente entonces
es pequeña, y la velocidad del motor permanecerá constante siempre que el motor
no esté bajo carga y tenga que realizar otro trabajo mecánico que no sea el
requerido para mover el rotor.
Bajo carga, el rotor gira más lentamente, reduciendo el voltaje inducido y
permitiendo que fluya una corriente mayor en el rotor. El motor puede así recibir
más potencia eléctrica de la fuente, suministrándola y haciendo más trabajo
mecánico.
Debido a que la velocidad de rotación controla el flujo de la corriente en el rotor,
deben usarse aparatos especiales para arrancar los motores de corriente continua.
Cuando el rotor está parada, ésta no tiene realmente resistencia, y si se aplica el
voltaje de funcionamiento normal, se producirá una gran corriente, que podría dañar
el conmutador y las bobinas del rotor. El medio normal de prevenir estos daños es
el uso de una resistencia de encendido conectada en serie a el rotor, para disminuir
la corriente antes de que el motor consiga desarrollar el voltaje inducido adecuado.
Cuando el motor acelera, la resistencia se reduce gradualmente, tanto de forma
manual como automática.
La velocidad a la que funciona un motor depende de la intensidad del campo
magnético que actúa sobre el rotor, así como de la corriente de ésta. Cuanto más
fuerte es el campo, más bajo es el grado de rotación necesario para generar un
voltaje inducido lo bastante grande como para contrarrestar el voltaje aplicado. Por
esta razón, la velocidad de los motores de corriente continua puede controlarse
mediante la variación de la corriente del campo.
Los carbones cierran el circuito de la fuente con las dos delgas y la espira
conectada a ellas, de esta forma circula corriente por las espiras, como esto ocurre
dentro de un campo magnético, aparecen fuerzas sobre las espiras y el rotor
comienza a girar.
Como la espira gira dentro del campo lo hace cortando líneas de campo, lo mismo
ocurre con las fuerzas, pero esto induce una fuerza electromotriz que se opone a
la de la fuente y se denomina fuerza contra electromotriz (fcem) según la ley de
Lenz.
V = f cem + I.Ri
Dónde: V: tensión de la fuente.
fcem: fuerza contra electromotriz (E).
Ri: resistencia interna de la máquina (resistencia de las espira más resistencia de
los carbones).
Multiplicando ambos términos por la corriente:
V.I = I.E + I².Ri
Dónde: V.I: Potencia absorbida.
I.E: Potencia mecánica.
I².Ri: Potencia disipada en el cobre.
Si: E = k.Φ.n
Dónde: Φ: Flujo del campo.
n: velocidad de giro (rpm)
Se tiene la fórmula principal de la máquina:
V = k.Φ.n + I².R
De donde se deduce que para cualquier máquina de corriente continua disminuye
el campo disminuyendo el número de vueltas.
n = (V - I.Ri).(k.Φ)
En cuanto a la potencia mecánica tenemos:
P mec = 1,027.T(kgm).n(rpm) = 0,104.T(Nm).n(rpm)
Donde la constante k depende de las unidades que se usen. Con respecto al torque
(T) o cupla o par tenemos:
T = k´.P mecánica/n
T = k´.E.I/n
T = k´.k.Φ.n.I/n
T = k´.k.Φ.I
Finalmente:
T = k2.Φ.I
Para el momento del arranque de la máquina n = 0.
I = (V - k.Φ.n)/Ri
I = V/Ri
Como Ri es pequeña la corriente sería muy grande, por lo tanto se debe agregar
una resistencia para el arranque lo suficientemente grande como para que la
corriente este dentro de valores admisibles.
I = (V - k.Φ.n)/Ri
I arranque = V/(Ri + R arranque)
Esta resistencia es variable y su valor se reduce a medida que aumentan las vueltas
del motor.
3.
JUSTIFICACIÓN
Se realizará el proyecto del vehículo a control remoto con el fin de implementar el
funcionamiento de un motor dc para realizar los movimientos de un vehículo real, donde la
creación de éste, permita crear un prototipo de estudio y así facilitarle la comprensión de
estos funcionamientos a futuros Físicos, la cual brindará muchos conocimientos en la parte
de estética, análisis de circuitos, Leyes de conservación, funcionamiento de motores DC y
procesamiento de señales RF.
Una de las ventajas que existe en la elaboración del proyecto consiste en que no representa
un riesgo para la integridad física de quienes lo utilizan. El porqué de realizar un vehículo a
control remoto fue algo que se pensó muy detalladamente, se quiso que el proyecto sea
innovador y reconocido por otros estudiantes. Y el para qué del proyecto es demostrar cuales
son los conocimientos que se están adquiriendo durante el tiempo de formación Profesional.