DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN MOTOR ELECTRICO

CONSTRUCCIÓN DE UN MOTOR ELECTRICO DE CORRIENTE CONTINUA

LEIDY TATIANA VALENCIA GALVIS

PROFESORA XXXXXXXX XXXXXXXXXXX XXXXXXXXXX XXXXXXX

COLEGIÓ GONZALO JIMÉNEZ NAVAS

Bucaramanga 25 abril del 2010

INTRODUCCIÓN

Los Motores eléctricos son máquinas que se utilizan para convertir la energía eléctrica en mecánica o también producir energía mecánica en eléctrica por medio de campos electromagnéticos y bobinas en movimiento como lo veremos más adelante con el desarrollo de este trabajo. Las máquinas que transforman la energía mecánica en eléctrica se le denomina generador o dínamo y no es más que un motor eléctrico funcionando a la inversa y a una máquina que transforma la energía eléctrica en mecánica se le denomina motor. Principios físicos básicos sirven de base al funcionamiento de los motores eléctricos. El principio de la inducción que es descubierto por el científico e inventor británico Michael Faraday en 1831. Si un conductor se mueve a través de un campo magnético, o si está situado en las proximidades de un circuito de conducción fijo cuya intensidad puede variar, se establece o se induce una corriente en el conductor. El principio opuesto a éste fue observado en 1820 por el físico francés André Marie Ampere. Si una corriente pasaba a través de un conductor dentro de un campo Magnético, éste ejercía una fuerza mecánica sobre el conductor.

Los motores eléctricos no contaminan no hacen tanto ruido como los motores de combustión y en la vida diaria los vemos funcionando en todas partes como el motor de la lavadora el motor del compresor de la nevera el motor eléctrico que hace girar el disco duro del las computadoras equipo hospitalario escaleras eléctricas y demás. Si no fuera por los motores eléctricos nuestra vida sería más dura ya que nos tocaría realizar todo el trabajo físico que ellos hacen

OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES

Construir un motor eléctrico de corriente continua, sencillo de una bobina el cual servirá para convertir la energía eléctrica en energía mecánica.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Visualizar el efecto de las corrientes en las bobinas eléctricas hacia donde se generan el campo magnético inducido por el paso de la corriente Analizar el impacto ecológico que tiene un motor de corriente continua en sobre nuestro ambiente Analizar los procesos físicos que se llevan a cabo en los motores eléctricos

DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROSESO

Materiales 1.5 metros de alambre de cobre esmaltado 2 palillos mondadientes un palo de balso de 1.5cm *1.5cm*10cm 1 pilas de dedo de 1.5 voltios Un imán de buena intensidad

Construcción de la bobina Enrollamos el alambre alrededor de u cilindro para darle la forma circular en rollamos los 1.5 metros de alambre esmaltado la bobina nos queda con un diámetro de 1.5 cm luego pelamos los extremos del cable

Los extremos del cable van a ir conectados al conmutador de corriente que es un anillo cilíndrico partido en dos a cada partición le agregamos un extremo del alambre

Enrollamos un poco de cinta para que el a bobinado no se suelte lo mismo hacemos en el eje para que este no se des alinee

El eje del rotor serán dos pabilos de fósforos dos cuales van pegados con silicona al eje

Es importante que el rotor este bien balanceado. Esto se logra moviendo los extremos de La bobina y observando que ella rote libremente.

El eje de la bobina ira sostenido por dos palillos de mondadientes y estos estarán amarrados con alambre el cual servirá de rodamiento para el eje produciendo una baja fricción se le adjuntan unos trozos de cinta que sirven de chavetas para que el aje no se desplace axialmente

Para una primer base utilizamos el palo de balso de 1.5cm*1.5cm*10cm en el cual irán los Palillos de mondadientes

En esta base preliminar irán las escobillas que son las encargadas de entregar la corriente la cilindro del conmutador y este a su vez a medida que baya girando cambiara el sentido a la corriente Por último ponemos el imán en el ensamble de la forma en el que vemos en la siguiente grafica

Las escobillas son los dos alambres finos que van tocando el conmutador en las cuales se aplica la diferencia de potencial de la batería

COMPONENTE QUÍMICO

Las pilas eléctricas son conocidas desde finales del siglo XVIII gracias a las investigaciones sobre electricidad desarrolladas por Volta. Su principio de funcionamiento es químico, consiste en la unión de forma controlada de dos sustancias químicas, que se encuentran separadas. Al poner en contacto las dos sustancias mediante un conductor eléctrico, se produce el paso de electrones por el conductor con la consiguiente generación de una corriente eléctrica. Mientras las dos sustancias están aisladas eléctricamente no hay corriente y la energía eléctrica permanece almacenada.

Una pila es una pequeña unidad electroquímica, contenida en una caja cuadrada o cilíndrica con dos terminales que representan los polos positivo y negativo. Sus componentes químicos se transforman en energía que hace funcionar a los aparatos.

COMPONENTE FISICO Motores de corriente continúa La conversión de energía eléctrica en mecánica en un motor eléctrico se debe a la interacción entre un una imán permanente y una bobina, el campo magnético que se forma en la bobina interactúa con el del imán, Un motor eléctrico aprovecha este tipo de fuerza para hacer girar un eje, transformándose así la energía eléctrica en movimiento mecánico. Los dos componentes básicos de todo motor eléctrico son el rotor y el estator. El rotor es una pieza giratoria, un electroimán móvil, con varios salientes laterales, que llevan cada uno a su alrededor un bobinado por el que pasa la corriente eléctrica. El estator, situado alrededor del rotor, es un electroimán fijo, cubierto con un aislante. Al igual que el rotor, dispone de una serie de salientes con bobinados eléctricos por los que circula la corriente. Cuando se introduce una espira de hilo de cobre en un campo magnético y se conecta a una batería, la corriente pasa en un sentido por uno de sus lados y en sentido contrario por el lado opuesto. Así, sobre los dos lados de la espira se ejerce una fuerza, en uno de ellos hacia arriba y en el otro hacia abajo. Sí la espira de hilo va montada sobre el eje metálico, empieza a dar vueltas hasta alcanzar la posición vertical. Entonces, en esta posición, cada uno de los hilos se encuentra situado en el medio entre los dos polos, y la espira queda retenida.

Para que la espira siga girando después de alcanzar la posición vertical, es necesario invertir el sentido de circulación de la corriente. Para conseguirlo, se emplea un conmutador o colector, que en el motor eléctrico más simple, el motor de corriente continua, está formado por dos chapas de metal con forma de media luna, que se sitúan sin tocarse, como las dos mitades de un anillo, y que se denominan delgas. Los dos extremos de la espira se conectan a ¡as dos medias lunas. Dos conexiones fijas, unidas al bastidor del motor y llamadas escobillas, hacen contacto con cada una de las delgas del colector, de forma que, al girar la armadura, las escobillas contactan primero con una delga y después con la otra. Cuando la corriente eléctrica pasa por el circuito, la armadura empieza a girar y ¡a rotación dura hasta que la espira alcanza la posición vertical. Al girar las delgas del colector con la espira, cada media vuelta se invierte el sentido de circulación de la corriente eléctrica. Esto quiere decir que la parte de la espira que hasta ese momento recibía la fuerza hacia arriba, ahora la recibe hacia abajo, y la otra parte al contrario. De esta manera la espira realiza otra media vuelta y el proceso se repite mientras gira la armadura.

COMPONENTE AMBIENTAL Las pilas son fabricadas con elementos químicos considerados como tóxicos, de hecho, 30 por ciento de su contenido son materiales que causan daños a la salud y el medio ambiente. cuando una pila ya no sirven se tira en la basura doméstica o a cielo abierto; con el paso de tiempo y por la descomposición de sus elementos se oxidan y derraman diferentes tóxicos en suelo, agua y aire. Lo mismo sucede cuando se quema en basureros o se incinera. Existen estudios que muestran que 35 por ciento de la contaminación por mercurio es ocasionada por las baterías que se incineran con la basura doméstica. Para tener una dimensión del problema de contaminación basta mencionar que una sola pila de los relojes puede contaminar 6.5 millones de litros de agua, la misma cantidad que tiene la Piscina Olímpica. Los principales componentes de las pilas son mercurio, cadmio, níquel y manganeso. La exposición a estos químicos puede provocar Cáncer. Estudios médicos han demostrado que el consumo constante de alimentos contaminados con mercurio puede provocar cambios de personalidad, pérdida de visión, memoria, sordera o problemas en los riñones y pulmones; en mujeres embarazadas, el mercurio puede acumularse en la placenta y provocar daño en el cerebro y en los tejidos de los neonatos, quienes son especialmente sensibles a esta sustancia. Por otra parte, respirar cadmio produce lesiones en los pulmones y cuando se ingiere generalmente se acumula en los riñones. El efecto adverso más común de exposición al níquel en seres humanos es una reacción alérgica. Entre 10 y 15 por ciento de la población es sensible a él. Algunas personas que son sensibles a este metal sufren ataques de asma luego de periodos de exposición. La exposición a niveles de manganeso muy altos durante largo tiempo ocasiona perturbaciones mentales y emocionales, y provoca movimientos lentos y faltos de coordinación. Algunas pilas al entrar en contacto con el fuego pueden explotar. En otros casos, los componentes de las pilas entran en combustión y liberan gran cantidad de contaminantes al aire. Lo más recomendable es disminuir su consumo utilizando baterías recargables. Sin embargo, lo mejor es evitar comprar aparatos que requieran de pilas para funcionar. Existen un sinfín de productos que utilizan energía solar, muchos de ellos son juguetes, relojes, radios, lámparas, ventiladores, calentadores, etcétera. Además, la corriente generada por cada pila es 450 veces más cara que la generada para la corriente eléctrica. ASPECTOS SOCIALES Como ya sabemos lo motores eléctricos también sirven de generadores eléctricos y estos proporcionales la energía eléctrica con la que funcionan los electrodomésticos en casa electrodomésticos que nos ahorran mucho tiempo y esfuerzo a la mayoría de las sociedades los cuales también poseen motores eléctricos en sus casas los cuales efectúan trabajo que le es ahorrado a las personas Estos electrodomésticos mantiene las comidas frescas en el caso de la nevera o nos ahorran tiempo y esfuerzo como en el caso de la lavadora con la electricidad que generan los dinamos de la represa se alimentan los bombillos del alumbrado público todo esto eleva nuestra calidad de vida y tiene un impacto positivo en la sociedad

COMPONENTE ECONOMICO Las industrial no podrían mantener su producción si no existieran los motores eléctricos ya que estos son los que él la mayoría de veces mueven las maquinas Por un momento imaginemos que no existieran motores eléctricos entonces quien haría girar el disco duro de nuestras computadoras las cuales en la actualidad son fundamentales en el control de las maquinas en la empresas de producción masiva y en la industria de los alimentos La industria de los alimentos requiere la refrigeración de muchos Productos perecederos, Sin los motores eléctricos que hacen funcionar los compresores de las unidades de refrigeración estos se descompondrían y estos alimentos no podrían llegar a su destino lo cual reduciría el comercio de estos y esto sería un gran impacto para el comercio de la sociedad Los motores electicos aceleran el desarrollo de un país ya que mejoran considerablemente la calidad de vida de las personas

VIABILIDAD DEL PROYECTO

En una sociedad grande como la nuestra es totalmente viable construir los motores eléctricos ya que nos representaran luego ganancias muchos mayores si ellos no podríamos aprovechar la energía almacenada en una represa la cual con los motores eléctricos la podemos transformar de energía potencial a energía cinética y de energía cinética a energía eléctrica, la cual es la que diaria mente utilizamos Motores eléctricos hay de todos los tipos y tamaños dependiendo del trabajo que vaya a este a realizar podremos escoger la potencia del motor y las revoluciones de este a mayor fuerza más grande será el motor que debemos utilizar para esto ya existen catálogos de fabricantes de motores los cuales podemos encontrar en internet en los cuales se nos muestran las características técnicas de los motores eléctricos y con esto podremos hacer una buena selección del motor que nos solucionara nuestra necesidad Para la sociedad en la que vivimos es fundamental la energía eléctrica si ella nos veríamos en un gran retraso y colapsaría la sociedad y para la obtención y utilización de esta energía se nos hace fundamental utilizar los motores eléctricos.