GENERADOR ELECTROMAGNETICO

PROYECTO FINAL

EDGAR LEONARDO SOTO MEDRANO

CODIGO 2011284134

LAURA VIVIANA SARMIENTO CASTIBLANCO

CODIGO 2011284188

ESCUELA COLOMBIANA DE CARRERAS INDUSTRIALESINGENIERÍA INDUSTRIAL

TECNOLOGIA EN GESTION DE PROCESOS INDUSTRIALESBOGOTÁ, D.C.

2013

TITULO

Motor de energía sostenible por medio de magnetismo

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Realizar un motor de energía autorrenovable, aplicando los conceptos de energía eléctrica y utilizando materiales que no generen contaminación.

OBJETIVO ESPECIFICO

Aplicar los conocimientos vistos en clase para la el desarrollo en papel del sistema, y su correspondida simulación para asegurar el correcto funcionamiento del motor.

ANTECEDENTES

Todo empezó gracias al científico  Hans Christian Oersted que comprobó como colocando una espira alrededor de una brújula, si hacia pasar una corriente por la espira, la aguja de la brújula (el imán) se movía. Demostró así, la relación que había entre la electricidad y el magnetismo. Con este experimento se demostró que la espira al ser atravesada por una corriente generaba un campo magnético (fuerzas magnéticas) que interactuaban con la fuerza magnética de la aguja imantada, produciendo en esta un giro. Por lo tanto si hacemos pasar corriente por unas espiras (bobinado) y en su interior tenemos un imán que puede girar sobre un eje (rotor) hemos conseguido un motor eléctrico, ya que el eje del imán se movería y hemos convertido la energía eléctrica en energía mecánica en el movimiento del eje.

También sucede al contrario, que es como se construyen realmente los motores eléctricos. Si un conductor por el que circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de un campo magnético (el de un imán), el conductor se desplaza perpendicularmente al campo magnético (se mueve). Si el campo magnético es horizontal el conductor sube o baja (depende del sentido de la corriente por el conductor). Si en lugar de un conductor tenemos una espira por la que circula corriente, un lado de la espira sube y el otro baja, ya que por un lado la corriente entra y por el otro lado de la espira la corriente sale, produciéndose un giro de la espira. ¡¡¡Ya tenemos nuestro motor!

Veamos el dibujo:

 

MARCO TEORICO

 

¿Qué es la energía eólica?

Cuando se habla de Energía Eólica se está haciendo referencia a aquella energía contenida en el viento, pues las masas de aire al moverse contienen energía cinética (aquella asociada a los cuerpos en movimiento), las cuales al chocar con otros cuerpos aplican sobre ellos una fuerza. Por eso cuando nos enfrentamos a una ráfaga de viento sentimos que algo nos empuja.

La energía eólica, que no contamina el medio ambiente con gases ni agrava el efecto invernadero, es una valiosa alternativa frente a los combustibles no renovables como el petróleo. Otra característica de la energía producida por el viento es su infinita disponibilidad en función lineal a la superficie expuesta a su incidencia.

La forma de aprovechamiento consiste en transformar la energía eólica en energía mecánica. La energía del viento se ha utilizado esencialmente en molinos de viento, los cuales han permitido principalmente el bombeo de agua, la trilla y molienda de productos agrícolas y en los últimos años, generación de electricidad.

Las características básicas, que permiten analizar la aplicación de la energía eólica son las siguientes:

Zona de emplazamiento.

Velocidad del viento en km/h o m/seg.

Dirección de acuerdo a la orientación y su variabilidad.

Cada zona geográfica posee distintas características de vientos, por lo tanto, para poder identificar un determinado lugar, es necesario conocer o determinar las variaciones de velocidad del viento mensuales, tener una medida de la variación del viento día a día, conocer las fluctuaciones dentro del mismo día (ej: calma por la mañana, fuerte en la tarde) y por supuesto su dirección preferente. Con estos parámetros es posible determinar el dispositivo más conveniente para el lugar.

El aprovechamiento de la energía eólica constituye una alternativa muy importante y competitiva, por lo que es muchísima en la actualidad su aplicación a nivel mundial, como parque generador eléctrico, mediante la ejecución de centrales o usinas eólicas.

De esta manera se reemplazar los combustibles tradicionales, sin originar contaminación ni cambios ecológicos en el ambiente.

¿Qué es la energía eléctrica?

La energía eléctrica es causada por el movimiento de las cargas eléctricas (electrones positivos y negativos) en el interior de materiales conductores. Es decir, cada vez que se acciona el interruptor de nuestra lámpara, se cierra un circuito eléctrico y se genera el movimiento de electrones a través de cables metálicos, como el cobre. Además del metal, para que exista este transporte y se pueda encender una bombilla, es necesario un generador o una pila que impulse el movimiento de los electrones en un sentido dado.

Siguiendo el principio de conservación de la energía en el que se indica que ésta no se crea ni se destruye, sólo se transforma de unas formas en otras, se explica que la energía eléctrica pueda convertirse en energía luminosa, mecánica y térmica. A esto hay que añadir su facilidad con la que se genera y se transporta. No obstante, y a pesar de ser una de las energía más utilizadas por el ser humano debido a su aplicación en una diversa gama de productos y aparatos cotidianos, esta energía tiene la dificultad de almacenar la electricidad. Este inconveniente provoca que la oferta tenga que ser igual que la demanda. Como consecuencia, es necesaria ya no sólo una coordinación en la producción de energía eléctrica, sino también entre las decisiones que se tomen para llevar cabo una inversión en la generación y en transporte de dicho bien.

¿Cómo se genera la energía eléctrica?

1.            Generación. La energía eléctrica se obtiene en las centrales de generación, las cuales están determinadas por la fuente de energía que se utiliza para mover el motor. A su vez, estas fuentes de energías pueden ser renovables o no. En el grupo de las renovables se encuentran las centrales hidráulicas (hacen uso de la fuerza mecánica del agua), eólicas (viento), solares (sol) y de biomasa (quema de compuestos orgánicos de la naturaleza como combustible). Cada una de estas fuentes indicadas se pueden regenerar de manera natural o artificial.

Frente a éstas últimas, se encuentran las centrales que utilizan fuentes de energía que no son renovables. Es decir, aquellas que tienen un uso ilimitado en el planeta y cuya velocidad de consumo es mayor que la de su regeneración. En esta segunda formación se agrupan las centrales térmicas (se produce electricidad a partir de recursos limitados como el carbón, el petróleo, gas natural y otros combustibles fósiles) y las nucleares (a través de fisión y fusión nuclear).

2.            Transmisión. Una vez que se ha generado la energía eléctrica por alguna de las técnicas precedentes, se procede a dar paso a la fase de transmisión. Para ello, se envía la energía a las subestaciones ubicadas en las centrales generadoras por medio de líneas de transmisión, las cuales pueden estar elevadas (si se encuentran en torres de sustentación) o subterráneas. Estas líneas de alta tensión trasmiten grandes cantidades de energía y se despliegan a lo largo de distancias considerables.

3.            Distribución. El último paso antes de obtener la electricidad en los hogares es el que corresponde a la distribución. Este sistema de suministro eléctrico tiene como función abastecer de energía desde la subestación de distribución hasta los usuarios finales.

Problemas medioambientales

Hoy en día, los transportes, supermercados, empresas, industrias y la mayor parte de los hogares del mundo dependen del suministro de energía eléctrica. Sin embargo, satisfacer esta demanda global está comenzando a pasar factura al medioambiente del planeta. La generación de energía eléctrica se sigue obteniendo, en gran medida, por la quema de combustibles fósiles (petróleo, gas y carbón). Esta combustión está expulsando a la atmósfera gases contaminantes, como el dióxido de carbono, el cual es considerado por muchos científicos como el responsable del recalentamiento de la Tierra. En este mismo grupo de fuentes de energías no renovables, se encuentran las centrales nucleares, las cuales siguen despertando gran preocupación por el almacenamiento a largo plazo de sus residuos, así como por la posibilidad de que se produzcan accidentes que acarreen la liberación de agentes radioactivos al entorno. Ejemplos como el de Chérnóbil (Ucrania) y Fukushima (Japón) ponen la voz de alarma sobre las graves

consecuencias que pueden tener para el medio ambiente y la sociedad. En este sentido, cada vez es más frecuente que los gobiernos de diferentes países comiencen a apostar por el desarrollo de energías renovables como la eólica y solar.

La Energía eléctrica es causada por el movimiento de las cargas eléctricas en el interior de los materiales conductores. Esta energía produce, fundamentalmente, 3 efectos: luminoso, térmico y magnético. Ej.: La transportada por la corriente eléctrica en nuestras casas y que se manifiesta al encender una bombilla.

¿Cómo convertir y aprovechar la energía eólica en energía eléctrica mediante un semimotor?

Está claro que no hablamos de un dispositivo que produzca energía perpetua, ya que estaríamos violando la primera y segunda ley de la termodinámica. Sino, que se trata, mediante un motor eléctrico (que vendría a ser el generador) y un juego de imanes, producir energía eléctrica.

Muchas plantas de energía utilizan imanes móviles para convertir la energía cinética y magnética en electricidad corriente. Los generadores de imanes son un gran proyecto de ciencia por los simples pasos que requiere y las interesantes premisas.

La idea de este proyecto es aprovechar el fundamento mecánico de la idea de energía eólica aplicándola a la energía combinada del campo magnético y el movimiento de los imanes dentro de un rollo de cable de cobre que generan que los electrones en el cable se muevan, lo que da como resultado una corriente eléctrica.

GENERADOR ELECTROMAGNETICO

DESARROLLO DEL PROYECTO

Motor realizado por Laura sarmiento y Edgar soto

FASE I: Búsqueda de información que permita el desarrollo del motor:

Para el desarrollo del proyecto nos basamos en el video colgado en el blog del profesor, donde se evidencia los materiales necesarios para la implementación, el diagrama del circuito y el producto terminado.

FASE II: MATERIALES

Una vez identificado los materiales:

MATERIALES CANTIDADLED 2 unidadesCOBRE ESMALTADO Calibre 28IMANES 2 unidadesTORNILLOS CON TUERCAS 3 unidadesEJE CENTRAL 1 unidadBASE ACRILICA 1 unidadCABLE

MAQUINARIAALICATE

MAQUINA PARA SOLDARSEGUETA

FASE III DISEÑOSe tuvo en cuenta el plano del circuito mostrado en el video

Video amazing magnet motorgent feik

Pero en el desarrollo se modifico la utilización de algunos materiales y diseño. Ya que por la forma que se planteaba inicialmente no funcionaba el circuito.

FASE IV CONSTRUCCION

1. Desarrollo de bobinas : con el cobre esmaltado de calibre 28 se envuelve en los carretes dejando la punta inicial y final del cobre. Para esta operación se dio 600 vueltas en cada bobina

Una vez desarrolladas las bobinas se fijan en el acrílico con un tornillo con sus respectivas tuercas, este tornillo va dentro de los carretes.Para evitar que se desarme el embobinado se puede cubrir con cinta negra.

2. Desarrollo de Eje:

Se arma el eje con un tornillo más grande a los que se utilizo en las bobinas, se fija en la parte superior de este un rodador con los imanes sujetos.

Este eje se coloca en medio de los dos embobinados de forma que queden

paralelos.

3. Fijación del LED: En las puntas que se dejo del cobre se pela el esmalte y se fija al Led, la parte positiva en la punta final y la parte negativa en la punta inicial.

CONCLUSION

A partir de conceptos básicos se pueden desarrollar e implementar grandes ideas como es la energía auto sostenible con el cual abarca demasiadas ventajas para la sociedad como lo es la economía y medio ambiente, aunque influyen factores externos que no les conviene la implementación de este tipo de proyectos por la monopolización del mercado, como se evidencia en los carros, el petróleo, los servicios públicos en si grandes empresas y gobierno.

En el desarrollo del proyecto este se realizo 4 veces por el cual las mayores dificultades que se nos presento fue la mala conexión en el circuito, para este se recomienda tener en cuenta los polos a conectar, el pelar el esmalte del cobre en sus puntas, la alineación entre el eje y las bobinas.

También es importante saber si la capacidad del imán es la adecuada para el voltaje del led.

El video se tomo solo como guía ya que el circuito se realizo directo es decir del led al cable y este a las puntas de la bobina teniendo en cuenta la parte positiva al inferior y la negativa a la parte superior.

En nuestro modelo no se utilizo las resistencias, ni pilas.

A continuación se muestra de los intentos anteriores para su debida comparación:

BIBLIOGRAFIA

 http://www.areatecnologia.com/EL%20MOTOR%20ELECTRICO.htm Video amazing magnet motorgent feik