Cuaderno Didactico De Generador, Motor

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA EXPERIMENTAL LIBERTADOR

INSTITUTO PEDAGÓGICO DE BARQUISIMETO

LUIS BELTRÁN PRIETO FIGUEROA

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES

PROGRAMA DE FISICA

Cuaderno Didáctico Para la enseñanza De Generadores y motores, corrientes parasitas Autoinductancia: Solenoide, toroide,

Cable coaxial.

AUTOR:

Luis Alvarado

TUTOR:

Prof. Howar Cordero

BARQUISIMETO, MAYO 2014

Objetivos

Analizar las aplicaciones que tienen los motores eléctricos.

Conocer las características de los motores especiales, mediante su utilización en la industria.

Estudiar las diferencias entre motor y generador.

Conocer cómo se producen las corrientes parasitas.

analizar las ventajas y desventajas de las corrientes parasitas.

Introducción

El siguiente trabajo tiene como objetivo comprender la importancia del estudio de la física en nuestras vidas, para lo cual es necesario realizar un recorrido por distintas

nociones de esta disciplina, como lo es:

Las propiedades de los imanes y cómo interactúan entre sí.

Tener en cuenta cómo se comportan las espiras de corriente cuando están en un campo magnético.

La naturaleza del campo magnético producido por una sola partícula con carga en movimiento.

Por qué los alambres que conducen corrientes en el mismo sentido se atraen, mientras los que conducen corrientes en sentidos opuestos se repelen.

Qué es la ley de Ampère y qué nos dice acerca de los campos magnéticos.

Como usar la ley de Ampère para calcular el campo magnético de distribuciones simétricas de corriente.

La evidencia experimental de que un campo magnético cambiante induce una fem.

Cómo es que la ley de Faraday relaciona la fem inducida en una espira con el cambio del flujo magnético a través de la espira.

El modo en que un flujo magnético cambiante genera un campo eléctrico que es muy diferente del producido por un arreglo de cargas.

Para ello les recomiendo libros como;

SEARS - ZEMANSKY - 12AVA EDICION - VOL2

PAUL HEWITT

SERWAY.

Fundamento teórico

Generador y motor

Dos principios físicos relacionados entre sí sirven de base al funcionamiento de los generadores y de los motores. El primero es el principio de la inducción 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. La construcción de un generador es, en principio, idéntica a un motor. Se ven iguales. Solo se invierten los papeles de entrada y salida. Los Motores y generadores eléctricos, son un grupo de aparatos que se utilizan para convertir la energía mecánica en eléctrica, o a la inversa, con medios electromagnéticos. A una máquina que convierte la energía mecánica en eléctrica se le denomina generador (figura 1.1), alternador o dínamo, y a una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica se le denomina motor (figura 1.2). Los generadores los podemos encontrar por ejemplo, en las represas hidroeléctricas (figura1. 3) y los motores en los automóvil (figura 1.4)( Fisica conceptual - Paul Hewitt(5ta ed)

1.1 Motor eléctrico

1.2. Generador eléctrico

1.3 Los generadores es utilizado principalmente en las represas hidroeléctrica que son unas de las más importantes para el fundamental cuidado del medio ambiente, hablar de las represas siempre es relevante. En una central hidroeléctrica se utiliza energía hidráulica para la generación de energía eléctrica. El agua en su caída entre dos niveles del cauce se hace pasar por una turbina hidráulica la cual transmite la energía a un Generador donde se transforma en energía eléctrica a las industrias y nuestros hogares.

1.4 Los motores en los automóviles han sido extraordinarios como medio de transporte. De mercancías tiene sobre el ferrocarril la ventaja de su gran flexibilidad y de sus mejores exigencias en cuanto a infraestructuras. Por ello ha sustituido en gran parte a las demás formas de transporte colectivo de superficie en las ciudades. El ámbito personal, familiar, profesional y de los servicios públicos y privados, permite una movilidad que se traduce en ahorro de tiempo, comodidad, eficiencia en los servicios, posibilidades turísticas mayor contacto entre los pueblos etc...

Sabias¡¡¡¡

Fisica conceptual - Paul Hewitt(10 ed)

Corrientes parasitas o de Foucault

Hace un tiempo escuche sobre este tipo de frenos y quiero colocarles información sobre ellos. Como su nombre lo dice trabajan con efectos electromagnéticos más exactamente el efecto de "Corrientes de Foucault".

La corriente de Foucault (corriente parásita o "Corrientes torbellino"o eddy currents en inglés (figura 2.1)) es un fenómeno eléctrico descubierto por el físico francés Léon Foucault en 1851. Se produce cuando un conductor atraviesa un campo magnético variable, o viceversa. El movimiento relativo causa una circulación de electrones, o corriente inducida dentro del conductor. Estas corrientes circulares de Foucault crean electroimanes con campos magnéticos que se oponen al efecto del campo magnético aplicado (ver Ley de Lenz). Cuanto más fuerte sea el campo magnético aplicado, o mayor la conductividad del conductor, o mayor la velocidad relativa de movimiento, mayores serán las corrientes de Foucault y los campos opositores generados.

2.1. Corrientes parasitas o de Foucault

Algunas aplicaciones:

ELECTROMAGNÉTICA FRENADO

Las corrientes de Foucault se utilizan para el frenado (figura 2.2); ya que no hay contacto con una zapata de freno o tambor, no hay ningún desgaste mecánico. La misma técnica se utiliza en los frenos electromagnéticos en vagones de ferrocarril (figura 2.3) y se detenga rápidamente las cuchillas en las herramientas eléctricas como sierras circulares. Usando electroimanes, la fuerza del campo magnético se puede ajustar y por lo que la magnitud del efecto de frenado cambió.

2.2 Frenado magnético 2.3 Frenos electromagnéticos

En vagones de ferrocarril.

Sabias¡¡¡¡

Fisica conceptual - Paul Hewitt(10 ed)

Autoinducción

Un campo magnético que genera un flujo magnético través del mismo circuito varía cuando se cambia la corriente. Por consiguiente, en todo circuito que conduce una corriente variable se induce una fen en el en virtud de la variación de su propio campo magnético. La Autoinductancia es una medida de la oposición que ofrece una bobina o un inductor al cambio de la corriente. (resnick, holliday y krane (1999) física volumen 2)

La Autoinductancia de una espira de N número de vueltas se expresa:

L=N ϕ/I

3.1 Solenoide

La Autoinductancia depende de las características de construcción geométrica del circuito, es decir, de su forma y dimensiones de su área, longitud y numero de vueltas. En un solenoide con núcleo de aire (figura 3.1.1) la autoinducción se expresa:

L= (μ_O N^2 A)/l

3.1.1 Un solenoide largo con área de sección transversal A y N

Espiras.

Se observa que en el caso de vueltas muy próximas las líneas de campo dirigen en un extremo y convergen en le otro, se puede inferir que un extremo se comporta como polo

Norte y el otro como polo Sur. La intensidad del campo magnético en el interior de un solenoide ideal se puede determinar teóricamente haciendo uso de la Ley de Ampere.

Una de las aplicaciones más comunes de las bobinas y que forma parte de nuestra vida diaria es la bobina que se encuentra en nuestros autos y son parte del sistema de encendido para estos y para diferentes tipos de maquinarias y equipos para la construcción. ( Fisica Universitaria - Sears - Zemansky - 11ava Edicion - Vol2)

)

3.2 Toroide

En el caso de un solenoide toroidal o un toroide (figura 3.2.1) l=2πr por lo tanto la ecuación del solenoide se transforma en:

L= (μ_O N^2 A)/2πr

3.2.1 Un solenoide toroidal con área de sección transversal A y radio medio r

y N espiras de alambre.

La

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