ELECTROMAGNETISMO ELECTROMAGNETISMO TEMAS DE FISICA INTEGRANTES

Profesor Dr. Jorge Sáenz Zamarrón TEMAS DE FISICA INTEGRANTES David Cadena Luis Ruben Grajeda Melanie Mariscal Fernanda Montes CBTa 9Q ELECTROMAGNETISMO Motor eléctrico  Introducción Física es un término que proviene del griego phisis y que significa “realidad” o “naturaleza”. Se trata de la ciencia que estudia las propiedades de la naturaleza con el apoyo de la matemática. La física se encarga de analizar las características de la energía, el tiempo y la materia, así como también los vínculos que se establecen entre ellos. Esta ciencia no desarrolla únicamente teorías: también es una disciplina de experimentación. Sus hallazgos, por lo tanto, pueden ser comprobados a través de experimentos. Además sus teorías permiten establecer previsiones sobre pruebas que se desarrollen en el futuro. Gracias a su vasto alcance y a su extensa historia, la física es clasificada como una ciencia fundamental. Esta disciplina científica puede dedicarse a describir las partículas más pequeñas o a explicar cómo nace una estrella, por ejemplo. Galileo Galilei, Isaac Newton y Albert Einstein han sido algunos de los físicos más reconocidos de la historia. El desarrollo originario de la física, de todos modos, quedó en mano de los filósofos griegos. Electromagnetismo Es una de las muchas ramas de la física, y unifica los fenómenos eléctricos y magnéticos. ¿En dónde surge y por quiénes? Desde la antigua Grecia se conocían los fenómenos magnéticos y eléctricos, hasta inicios del siglo XVII se comienza a realizar experimentos y a llegar a conclusiones científicas de estos fenómenos, estos dos siglos, XVII y XVII, grandes hombres de ciencia como William Gilbert, Otto Von Guericke, Stephen Gray, Benjamin Franklin, Alessandro Volta entre otros estuvieron investigando estos dos fenómenos de manera separada y llegando a conclusiones coherentes con sus experimentos. ¿Qué es el electro electromagnetismo? Es el campo que se forma en presencia de un campo eléctrico, pero también es cierto que es el campo eléctrico se forma en presencia de un campo magnético, el hecho que nos refiramos como un solo campo electromagnético es por esta situación ya que no existen por separado y se les puede estudiar por separado sabiendo los efectos y propiedades de su interacción en el medio. Electricidad: su significado es ámbar, es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la atracción de cargas negativas o positivas. Magnetismo: es el fenómeno físico por el que los objetos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. El magnetismo también tiene otras manifestaciones en física, particularmente como uno de los componentes de la radiación electromagnética, como por ejemplo: la luz. ¿Cuál es la función del electromagnetismo? El electromagnetismo describe los fenómenos físicos microscópicos en los cuales intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para el los campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre las sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Por ser una teoría microscópica es decir, aplicable sólo a un número muy grande de partículas y a distancias grandes respecto de las dimensiones de éstas, el electromagnetismo no describe los fenómenos atómicos y moleculares, para los que es necesario usar la mecánica cuántica. ¿Para qué usamos el electromagnetismo? Lo utilizamos para todo tipo de cosas que necesiten energía, aparatos electrónicos que contengan imanes, ya sea como el ventilador, la televisión, radio, celulares, audífonos, etc. El motor eléctrico es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en energía mecánica por medio de la acción de los campos magnéticos generados en sus bobinas. Son máquinas eléctricas rotatorias compuestas por un estator y un rotor. El motor eléctrico Algunos de los motores eléctricos son reversibles, ya que pueden convertir energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores o dinamo. Los motores eléctricos de tracción usados en locomotoras o en automóviles híbridos realizan a menudo ambas tareas, si se diseñan adecuadamente. Son utilizados en infinidad de sectores tales como instalaciones industriales, comerciales y particulares. Su uso está generalizado en ventiladores, vibradores para teléfonos móviles, bombas, medios de transporte eléctricos, electrodomésticos, esmeriles angulares y otras herramientas eléctricas, unidades de disco, etc. Los motores eléctricos pueden ser impulsados por fuentes de corriente continua (CC), y por fuentes de corriente alterna (AC). La corriente directa o corriente continua proviene de las baterías, los paneles solares, dínamos, fuentes de alimentación instaladas en el interior de los aparatos que operan con estos motores y con rectificadores. La corriente alterna puede tomarse para su uso en motores eléctricos bien sea directamente de la red eléctrica, alternadores de las plantas eléctricas de emergencia y otras fuentes de corriente alterna bifásica o trifásica como los inversores de potencia. Los pequeños motores se pueden encontrar hasta en relojes eléctricos. Los motores de uso general con dimensiones y características más estandarizadas proporcionan la potencia adecuada al uso industrial. Los motores eléctricos más grandes se usan para propulsión de trenes, compresores y aplicaciones de bombeo con potencias que alcanzan 100 megavatios. Estos motores pueden ser clasificados por el tipo de fuente de energía eléctrica, construcción interna, aplicación, tipo de salida de movimiento, etcétera. Historia Werner von Siemens patentó en 1866 la dinamo. Con ello no sólo contribuyó al inicio de los motores eléctricos, sino también introdujo el concepto de Ingeniería Eléctrica, creando planes de formación profesional para los técnicos de su empresa. La construcción de las primeras máquinas eléctricas fue lograda en parte, sobre la base de experiencia práctica. A mediados de la década de 1880, gracias a la teoría desarrollada por Nikola Tesla y al éxito de Werner von Siemens, la ingeniería eléctrica se introdujo como disciplina en las universidades. La fascinación por la electricidad aumentó con la invención de la dinamo. Karl Marx predijo que la electricidad causaría una revolución de mayores alcances que la que se vivía en la época con las máquinas de vapor. Antonio Pacinotti inventó el inducido en forma de anillo en una máquina que transformaba movimiento mecánico en corriente eléctrica continua con una pulsación, y dijo que su máquina podría funcionar de forma inversa. Ésta es la idea del motor eléctrico de corriente continua. Los primeros motores eléctricos técnicamente utilizables fueron creados por el ingeniero Moritz von Jacobi, quien los presentó por primera vez al mundo en 1834. Principio de funcionamiento El principio fundamental que describe cómo es que se origina una fuerza por la interacción de una carga eléctrica puntual q en campos eléctricos y magnéticos es la Ley de Lorentz:1 {\displaystyle \mathbf {F} =q(\mathbf {E} +\mathbf {v} \times \mathbf {B} )} donde: q : carga eléctrica puntual {\displaystyle \mathbf {E} }E: Campo eléctrico {\displaystyle \mathbf {v} }v : velocidad de la partícula {\displaystyle \mathbf {B} }B: densidad de campo magnético Ventajas Igual potencia, su tamaño y peso son más reducidos. Se pueden construir de cualquier tamaño y forma, siempre que el voltaje lo permita. Tiene un par de giro elevado y, según el tipo de motor, prácticamente constante. Su rendimiento es muy elevado (típicamente en torno al 75 %, aumentando a medida que se incrementa la potencia de la máquina). Este tipo de motores no emite contaminantes, aunque en la generación de energía eléctrica de la mayoría de las redes de suministro, sí se emiten contaminantes. En general no necesitan de refrigeración ni ventilación externa, están autoventilados. No necesita de cajas de cambios de más de 1 velocidad. Usos Los motores eléctricos se utilizan en la gran mayoría de las máquinas modernas. Su reducido tamaño permite introducir motores potentes en máquinas de pequeño tamaño, por ejemplo taladros o batidoras. Su elevado par motor y alta eficiencia lo convierten en el motor ideal para la tracción de transportes pesados como trenes; así como la propulsión de barcos, submarinos y dúmperes de minería, a través del sistema Diésel-eléctrico. Propósito El propósito de nuestro proyecto es el realizar un motor pequeño para poder aprender el funcionamiento de este, así como poder ver como el magnetismo y la electricidad pueden hacer que el motor funcione, así mismo darle un funcionamiento que en este caso es el de una mini cierra. Objetivo Aprender a trabajar en equipo y poder darle una utilidad a nuestro proyecto el cual nos ayudara a saber cómo es que funciona esta rama de la física, ya que solo con la práctica es posible aprender a fondo dichos temas. Instrucciones para poder realizar un motor Materiales Tapón de soda de plástico Circulo con el diámetro del tapón, de madera Silicona caliente Taladro 3 clavos de acero inoxidable de 4 cm. 30 m. de hilo de cobre esmaltado Estaño Cautín para soldar Madera Eje de acero Lamina de aluminio de 0.5mm de grosor Kolaloca Tijeras para cortar metal Fuente de energía de más de 12V Popote grueso Instrucciones Pegamos con silicona caliente el circulo de madera en el tapón de plástico marcamos en tres partes iguales para poder hacerle perforaciones a las orillas del tapón con el taladro, también en el centro del circulo de ambos lados, introducimos los clavos de acero inoxidable 1 cm. en los agujeros que hicimos al tapón, con el hilo de cobre esmaltado enrollamos cada clavo, 10m en cada clavo, dejando seis alambres libres para poder soldarlo después, para que no se desenrolle, ponemos silicona caliente, en el centro de la tapa introducimos el eje de acero que atraviese el tapón y la maderita, lo pegamos, metemos un pedazo del popote al eje, cortamos tres pequeñas piezas de hacer que irán en el eje, dándole forma redonda con pinzas, las pegamos con kolaloca en el popote, pero no deben tocarse las láminas. Con la madera hacemos una base así como soportes para que el motor este estable y elevado. Lijamos las laminitas para quitarle el esmalte, así mismo lijamos las orillas de cada alambre esmaltado que quedo, son seis. Conectamos el cautín, hundimos este en pasta para soldar, y con una gota de estaño soldamos dos alambres juntos, uno de cada bobina, estos no deben pertenecer a la misma bobina, estos los soldamos cada para en una laminita de aluminio que se encuentran pegadas al popote. Cortamos dos tiras de aluminio para que estas hagan contacto con las láminas, soldamos cables a las láminas, los fijamos verificando que hagan contacto con el rotor. Con dos tornillos se fijan y así mismo se usan como contactos, enrollamos o soldamos los cables, para alimentar al motor conectamos la fuente, y pasamos en imán o colocamos el imán a cierta distancia y ya empezara a funcionar. Construcción de nuestro proyecto (Imágenes del proyecto siendo realizado) Fundamento estadístico-experimental ELECTROMAGNETISMO ELECTROMAGNETISMO