PROYECTO FISICA DE UN GENERADOR ELECTROMAGNÉTICO

ANGELICA MARÍA PERDOMOGINA SHIRLEY GARCÍA GUZMAN

SANDRA PATRICIA CASTRO

ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALES INGENIERÍA INDUSTRIAL

TECNOLOGIA EN GESTION DE PROCESOS INDUSTRIALESBOGOTÁ, 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 corriente 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 unelectroimán 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 SELECCIÓNLa información como base fue otorgada por nuestro profesor de física quien nos público en el blog el link de del video.

La selección que hemos hecho la hemos realizado con la información que se mostró en el video donde se visualiza el diseño inicial y como se va complementado pasó a paso.

Diseño

Rueda donde van los imanes

Bobinas donde va el cobre Eje central

Imanes de Neodinium

Placa de acrílico

Planificación

MATERIAL UNIDADAcrílico 1 placaCarretes de nylon 5Eje central Rueda de fibra fenólica

1 Tubo de aluminio1

Tornillos 5Imanes de Neodinium 12 son fuertes magnéticamenteBombillos Led 28 diferentes colores (amarillo, rojo y

verde) 1,5 VCable eléctrico 100 cmAspa 1Otros: Soldadura, superbonder, compas, cinta

aislante negra.Cobre esmaltado 0.03 cm Lo suficiente para alimentar las 5 bobinas

Técnicas y herramientas usadas.

HERRAMIENTAS OBSERVACIONTorno convencional Donde se hizo el eje central de aluminioFresadora convencional 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.

Máquina para soldar pequeña 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 LED- 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.

- 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-de-los-generadores-electricos.