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 unamáquina eléctricaque 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 corrienteinducida en un
generador simple de una sola fase. La mayoría de los generadoresde corriente
alterna son de tres fases.Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de
mantener una diferencia depotencial 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
unafuerzaelectromotriz(F.E.M.).En la actualidad, la generación de C.C. se realiza
mediantepilasy acumuladores ose obtiene de la conversión de C.A. a C.C.
mediante los puentes rectificadores. Eluso de la dinamo para laproducciónde
energía en forma de C. C. se estuvoutilizando hasta la llegada de los alternadores,
que con eltiempola han
dejadototalmente desplazada. Hoy en día únicamente se utilizan las dinamos para
aplicaciones específicas, como por ejemplo, para medir las velocidades derotación
de un eje (tacodinamos), ya que la tensión que presentan en los bornesde salida
es proporcional a lavelocidadde la misma.Se puede decir que una dinamo es una
máquina eléctrica rotativa que produceenergía eléctrica en forma de corriente
continua aprovechando el fenómeno
deinducciónelectromagnética. Esta máquina consta fundamentalmente de unelectr
oimán encargado de crear uncampo magnéticofijo conocido por el nombrede
inductor, y un cilindro donde se enrollan bobinas decobre, que se hacen girar auna
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
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 UNIDAD
Acrílico 1 placa
Carretes de nylon 5
Eje central
Rueda de fibra fenólica
1 Tubo de aluminio
1
Tornillos 5
Imanes de Neodinium 12 son fuertes magnéticamente
Bombillos Led 28 diferentes colores (amarillo, rojo y
verde) 1,5 V
Cable eléctrico 100 cm
Aspa 1
Otros: Soldadura, superbonder, compas, cinta
aislante negra.
Cobre esmaltado 0.03 cm Lo suficiente para alimentar las 5 bobinas
 Técnicas y herramientas usadas.
HERRAMIENTAS OBSERVACION
Torno convencional Donde se hizo el eje central de aluminio
Fresadora convencional Donde se le hicieron los orificios a la placa
de acrílico, los orificios donde van
losimanes 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 de3500
vueltas que generara mayor corriente.
- Afortunadamente no tuvimos más problemas, porque se contaba con
los elementos necesarios y las máquinas para realizar dicho
generador.
 Objetivosque 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.
Proyecto generador electromagnetico[1]
Proyecto generador electromagnetico[1]

Proyecto generador electromagnetico[1]

  • 1.
    PROYECTO FISICA DEUN 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
  • 2.
    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
  • 3.
    ESPECIFICOS Observar y analizarel 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.
  • 4.
    PRIMEROS MODELOS En 1831aparece 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
  • 5.
    que giraba pormedio 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 unamáquina eléctricaque 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 corrienteinducida en un generador simple de una sola fase. La mayoría de los generadoresde corriente alterna son de tres fases.Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia depotencial 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 unafuerzaelectromotriz(F.E.M.).En la actualidad, la generación de C.C. se realiza mediantepilasy acumuladores ose obtiene de la conversión de C.A. a C.C. mediante los puentes rectificadores. Eluso de la dinamo para laproducciónde energía en forma de C. C. se estuvoutilizando hasta la llegada de los alternadores, que con eltiempola han dejadototalmente desplazada. Hoy en día únicamente se utilizan las dinamos para
  • 6.
    aplicaciones específicas, comopor ejemplo, para medir las velocidades derotación de un eje (tacodinamos), ya que la tensión que presentan en los bornesde salida es proporcional a lavelocidadde la misma.Se puede decir que una dinamo es una máquina eléctrica rotativa que produceenergía eléctrica en forma de corriente continua aprovechando el fenómeno deinducciónelectromagnética. Esta máquina consta fundamentalmente de unelectr oimán encargado de crear uncampo magnéticofijo conocido por el nombrede inductor, y un cilindro donde se enrollan bobinas decobre, que se hacen girar auna 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 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.
  • 7.
     Diseño Rueda donde van losimanes Bobinas donde va el cobre Eje central Imanes de Neodinium Placa de acrílico
  • 9.
     Planificación MATERIAL UNIDAD Acrílico1 placa Carretes de nylon 5 Eje central Rueda de fibra fenólica 1 Tubo de aluminio 1 Tornillos 5 Imanes de Neodinium 12 son fuertes magnéticamente Bombillos Led 28 diferentes colores (amarillo, rojo y verde) 1,5 V Cable eléctrico 100 cm Aspa 1 Otros: Soldadura, superbonder, compas, cinta aislante negra. Cobre esmaltado 0.03 cm Lo suficiente para alimentar las 5 bobinas  Técnicas y herramientas usadas. HERRAMIENTAS OBSERVACION Torno convencional Donde se hizo el eje central de aluminio Fresadora convencional Donde se le hicieron los orificios a la placa de acrílico, los orificios donde van losimanes 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
  • 10.
     Proceso deConstrucción 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.
  • 11.
     Imágenes delproceso de construcción
  • 16.
     ¿Cómo funciona? Enla 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 de3500 vueltas que generara mayor corriente. - Afortunadamente no tuvimos más problemas, porque se contaba con los elementos necesarios y las máquinas para realizar dicho generador.  Objetivosque 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.
  • 17.
     Conclusiones Podemos concluircon 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.
  • 18.