Proyecto final Electricidad y Magnetismo

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey

Detector de metales

Grupo 12

Luis Carlos Romo Valdés #3

Adrián Magallanes Arco #35

   Andrea Serrano Leal #23

                                              Camila Kalionchiz Villarreal #28

10 de octubre del 2016

Índice

Descripción del proyecto...........................................................       pág 3

Justificación del proyecto..........................................................       pág 4

Bibliografía................................................................................       pág 7

Descripción del Proyecto

Hemos escogido este dispositivo porque hace un claro uso de los conceptos de electricidad y magnetismo al crear campos magnéticos y al utilizar circuitos eléctricos que ayudan a escuchar al campo magnético para emitir los sonidos que facilitan la identificación y acercamiento a algún objeto metálico. Nos interesa este proyecto porque queremos comprender más a fondo las fuerzas intangibles que existen en el mundo de la física, más en concreto, la electricidad y el magnetismo.

Básicamente el detector de metales funciona a través del magnetismo. Nuestro equipo se centrará en crear un detector de metales de finalidad lúdica, siendo los más comunes y utilizados por la gente. Su función es crear un campo eléctrico que es capaz de atravesar distintos tipos de superficies e identificar la presencia de un metal. El detector emite un sonido a cierto tono que cambia cuando encuentra la presencia de algún metal dentro de sus capacidades. Para poder construir nuestro propio detector de metales vamos a necesitar distintos materiales incluyendo una placa de circuitos, bobinas (emisora y receptora), un microprocesador y un altavoz entre otros. Más adelante en la propuesta entraremos en detalles de cómo va a funcionar nuestro detector y los conceptos que necesitaremos estudiar para su realización.

Cuando se habla de un detector de metales es común pensar en alguien buscando algunas monedas o algún tesoro enterrado en la arena de una playa, actividad conocida como detección deportiva por gente conocida como “detectoaficionados”, o usos de seguridad como serían  los detectores de metales utilizados en los aeropuertos que ayudan a revisar si se está introduciendo algún objeto de metal sin autorización de acceso a los aviones y así evitar algún incidente que afecte en contra de la salud de los pasajeros. Otras aplicaciones que se le pueden dar a un detector puede ser en la búsqueda de minas en una zona de guerra o incluso en sitios arqueológicos para la búsqueda de diversos objetos.

Vamos a estar trabajando en equipo en este proyecto de manera precisa y detallada, apoyándonos en el conocimiento aprendido en nuestro curso de electricidad y magnetismo y fuentes externas para desarrollar un detector de metales casero con materiales que están al alcance de un estudiante, pues es importante recordar que esta rama de la física, como muchas otras, se encuentra presente en lo más cercano a nuestras realidades. Esperamos aprender una nueva forma de aplicar la física de manera práctica en la realización de este proyecto y comprender la teoría del electromagnetismo de una manera más profunda.

Es importante recalcar que para la elaboración del dispositivo del detector de metales se tomarán medidas de seguridad adecuadas para evitar lesiones de todo nivel.

Justificación

El equipo decidió hacer un detector de metales como proyecto ya que involucra la mayoría de los temas que hemos visto durante el curso de Electricidad y Magnetismo. Para su elaboración es necesario tener los conceptos vistos en clase muy claros para que así nuestro detector funcione correctamente. Nuestro proyecto se verá enfocado en los capítulos especialmente del apartado de “Electromagnetismo” que son los capítulos del 21-32. Estos capítulos cuentan con lo esencial para la elaboración de nuestro detector, ya que en ellos se ven principios de campos eléctricos, circuitos, corrientes, etc.

Para comenzar con el proyecto tenemos que tener claro lo qué es y cómo funciona a simple vista, sin adentrarnos en detalles, un detector de metales. Este aparato funciona con una bobina de cable, que conduce electricidad y forma un campo magnético, al estar en la presencia de un metal este campo magnético atrae a los materiales ferromagnéticos del otro objeto y el detector activa una señal audible cuando esto sucede. A continuación, se presentarán las partes que componen un detector de metales: la caja de control, la bobina, la parte que detecta el metal, mástil, lo que une la bobina con la caja de control, además de baterías, placa de circuitos, resistencias y capacitores. Todas las partes mencionadas anteriormente, se comentarán detalladamente para lograr una mejor comprensión de los conceptos que tenemos que tener claros para la realización del proyecto.

Para la caja de control es necesario estudiar los temas del capítulo 21,22, 23, 24 y 25, ya que es ahí donde comenzamos a ver los términos de capacitancia, circuitos, baterías y cargas eléctricas. La caja de control es el cerebro de nuestro detector, puesto que ahí se encuentran las baterías, los circuitos, microprocesadores, etc. En el capítulo 21 “Carga Eléctrica y Campo Eléctrico”, específicamente en el apartado 21.2, aprendimos los conceptos de los materiales conductores, aislantes y cargas inducidas, que son base para la elaboración del proyecto, ya que la bobina tiene que ser de un material que conduzca electricidad para crear el campo magnético. Por lo general las bobinas están formadas por alambre magneto. En el capítulo 23 y 24, ya nos adentramos un poco más a las aplicaciones de la energía eléctrica en la vida diaria y además comenzamos a ver el término de voltaje.

En el detector de metal existen dos tipos de bobinas, la emisora y receptora. La bobina emisora va en el exterior del detector y es conformada por un cable esmaltado donde pasa la electricidad en diferentes direcciones creando un campo magnético que es el encargado de detectar el metal enterrado. En el Capítulo 27 “Campo Magnético y Fuerzas Magnéticas” dentro de las secciones 27.2 Campo magnético donde se define el concepto del campo magnético y sus fuerzas, 27.4 Movimiento de partículas cargadas en un campo magnético donde se determina el movimiento de cargas dentro de una partícula, y en el Capítulo 28 “Fuentes de Campo Magnéticos” en la sección 28.5 Campo magnético de una espira circular de corriente se define el campo magnético sobre el eje de una bobina. La bobina receptora está hecha con el mismo cable esmaltado, pero va en el interior y se encarga de percibir y amplificar las frecuencias captadas por el metal enterrado orientando la ubicación del mismo. En el Capítulo 32 “Ondas Electromagnéticas” dentro de las secciones 32.1 Ecuaciones de Maxwell y ondas electromagnéticas donde se establece los principios de electricidad, magnetismo y luz, y en 32.3 Ondas electromagnéticas sinusoidales donde se definen las ondas electromagnéticas en la materia.

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