domingo, 8 de septiembre de 2013

Motor Eléctrico

Autoras: Ailén Pagano y Belén Orellano

 
   Definición de Motor Eléctrico

Es aquel motor que transforma la energía eléctrica en energía mecánica, por medio de la repulsión que presenta un objeto metálico cargado eléctricamente ante un imán permanente. Son máquinas eléctricas rotatorias.

Algunos de los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores. Los motores eléctricos de tracción usados en locomotoras o en automóviles híbridos realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa con frenos regenerativos.

 

   Usos

Son muy utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares. Pueden funcionar conectados a una red de suministro eléctrico o a baterías. Así, en automóviles se están empezando a utilizar en vehículos híbridos para aprovechar las ventajas de ambos. Los motores eléctricos también 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 convierte como el motor ideal para la tracción de transportes pesados como trenes; barcos y dúmperes de minería.

     Ventajas

  • A 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 emiten contaminantes.
  • No necesita de refrigeración ni ventilación forzada, están autoventilados.
  • No necesita de transmisión/marchas.


 
 
   Partes fundamentales del Motor Eléctrico

Dentro de las características fundamentales de los motores eléctricos, éstos se hallan formados por varios elementos, sin embargo, las partes principales son: el estator, la carcasa, la base, el rotor, la caja de conexiones, las tapas y los cojinetes. No obstante, un motor puede funcionar solo con el estator y el rotor.
 

   Estator

 

El estator es el elemento que opera como base, permitiendo que desde ese punto se lleve a cabo la rotación del motor. El estator no se mueve mecánicamente, pero si magnéticamente. Existen dos tipos de estatores

a) Estator de polos salientes.

b) Estator ranurado.

 



El estator está constituido principalmente de un conjunto de láminas de acero al silicio (y se les llama "paquete"), que tienen la habilidad de permitir que pase a través de ellas el flujo magnético con facilidad; la parte metálica del estator y los devanados proveen los polos magnéticos.

Los polos de un motor siempre son pares (pueden ser 2, 4, 6, 8, 10, etc.,), por ello el mínimo de polos que puede tener un motor para funcionar es dos (un norte y un sur).



   Rotor

 

El rotor es el elemento de transferencia mecánica, ya que de él depende la conversión de energía eléctrica a mecánica. Los rotores, son un conjunto de láminas de acero al silicio que forman un paquete, y pueden ser básicamente de tres tipos:

a) Rotor ranurado

b) Rotor de polos salientes

c) Rotor jaula de ardilla




 

   Historia del Motor Eléctrico

El principio de la conversión de la energía eléctrica en energía mecánica por medios electromagnéticos fue demostrado por el científico británico Michael Faraday  en 1821  y consistido en un alambre libre que cuelga, que sumerge en una piscina de mercurio. Un permanente imán fue colocado en el medio de la piscina del mercurio. Cuando a actual fue pasado a través del alambre, el alambre rotado alrededor del imán, demostrando que la corriente dio lugar a un campo magnético circular alrededor del alambre. Este motor se demuestra a menudo en clases de física de la escuela, pero la salmuera (agua salada) se utiliza a veces en lugar del mercurio tóxico. Ésta es la forma más simple de una clase de los motores eléctricos llamados homopolar. Un refinamiento más último es Rueda de Barlow .Éstos eran dispositivos de la demostración, inadecuados a los usos prácticos debido a la energía limitada.

 


 


Video de cómo hacer un motor eléctrico muy sencillo:
 

El Show que viene del cielo: Relámpagos, Rayos y Centellas.

Por: Lumila Aylen Pérez y María Alejandra Mendoza

 
Las tormentas eléctricas tienen lugar en la atmósfera cuando se producen marcadas inestabilidad térmica. Las diferencias de temperaturas, por pequeñas que sean, producen intercambios de aire en sentido. Al bajar las masas de aire frío y subir las más cálidas, las partículas que arrastran se rozan entre si y se cargan eléctricamente. Esas cargas se acumulan en las nubes.

  Si la carga eléctrica natural llega a ser muy grande, puede producirse una descarga por medio de un RAYO. El rayo es una poderosa descarga electrostática natural, esta precipitación es acompañada por una emisión de luz llamada RELÁMPAGO.

  Los rayos son capaces de carbonizar la piel y hacer estallar los órganos de una persona o animal como consecuencia de un impacto directo, sin embargo, aunque la intensidad del rayo puede matar a un hombre, en ocasiones la velocidad por que pasa a través de su cuerpo, millonésimas de segundos en la mayoría de los casos, sólo lo paraliza y detiene su respiración. Esto permite que a veces tenga éxito un rápido auxilio con técnicas de reanimación.

Sin tomar en cuenta las abrumadoras dificultades técnicas de este fenómeno natural, la inmensa potencia del rayo ocurre de manera tan fugaz que no puede ser aprovechada como energía constante (la potencia no es más que la energía dividida por un determinado tiempo: a menor tiempo, mayor potencia).

Los rayos, no siempre van desde las nubes  hacia el suelo. Algunas veces, los rayos ascienden desde la tierra hacia las nubes. Hay cuatro tipos de rayos:

ü  En dos casos, caen hacia el suelo:

·         Los que se forman en la parte inferior de una nube, donde la carga es negativa.

·         Y los que se forman en la parte  superior de ésta, donde hay carga positiva.

ü  Otros dos tipos suben desde el suelo:

·         Hacia la parte inferior de la nube, donde hay carga negativa.

·         Y hacia la parte superior de ésta, donde la carga es positiva. Estos rayos se desprenden de los edificios elevados o de las montañas.
 
 
 
 
 

            

 Por otro lados, de todo esto, se encuentran las CENTELLAS. Son una rara variedad de rayos que se presenta como una bola luminosa de 30cm de diámetro. Se mueve muy rápido de la nube a la tierra produciendo un estallido característico. Suelen desplazarse por alambrados, tendidos eléctricos o permanecen en el aire. Pueden explotar ruidosamente o desaparecen en silencios. Los científicos que estudian los fenómenos eléctricos de la atmósfera no han podido determinar todavía  qué son EXACTAMENTE, o cómo se producen las centellas o bolas de fuego flotantes que circulan a veces en zonas abiertas durante las tormentas eléctricas.

VIDEO:
 

Bibliografía consultada: Revista Argentina. Conozca Más, 1994 N°63

Resistencia Eléctrica

 

Por Carla Arias y Facundo Martínez
 

Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado. Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.

 


A.- Electrones fluyendo por un buen conductor eléctrico, que ofrece baja resistencia

B.- Electrones fluyendo por un mal conductor. Eléctrico, que ofrece alta resistencia a su paso. En ese caso los electrones chocan unos contra otros al no poder circular libremente y, como consecuencia, generan calor.

 

  • Conductores: Son los elementos que presentan una oposición muy pequeña al paso de los electrones a través de ellos; es decir, presentan una resistencia eléctrica muy baja. Como ejemplo de buenos conductores eléctricos podemos nombrar a los metales.
  • Semiconductores: Son un grupo de elementos, o compuestos, que tienen la particularidad de que bajo ciertas condiciones, se comportan como conductores. Cuando estas condiciones no se dan, se comportan como aislantes. Como ejemplo podemos nombrar al germanio, al silicio, al arseniuro de galio...
  • Aislantes: Son los materiales o elementos que no permiten el paso de los electrones a través de ellos. Como ejemplo podemos nombrar a los plásticos.

 
Su Fórmula de medición:



 
Donde R es la resistencia en ohmios, V es la diferencia de potencial en voltios e I es la intensidad de corriente en amperios.
 
 
La unidad de la resistencia en el Sistema Internacional de Unidades es el ohmio (Ω).
De acuerdo con la ley de Ohm la resistencia de un material puede definirse como la razón entre la diferencia de potencial eléctrico y la corriente en que atraviesa dicha resistencia.

Asociación de resistencias
 
  La dos formas más comunes de asociar resistencias son en serie y en paralelo. Asociadas se puede obtener una resistencia equivalente. Además existen otras configuraciones como estrella, triángulo, puente de Wheatstone.

En serie:




La resistencia total es igual a la suma de cada una de las resistencias.

Rt = R1 + R2 + R3

 

En paralelo:

           La resistencia total es igual a la suma de la inversa de cada una de las resistencias.   
            La suma de las inversas de cada resistencia es igual a la inversa de la resistencia total.

 


         
Tensión en cada resistencia

Dado en que están unidas por un conductor, la tensión aplicada a cada resistencia es la misma que la aplicada entre A y B.

V1 = V2 = V3

Corriente por cada resistencia


La corriente se divide en cada nodo de tal forma que la suma de todas las corrientes en paralelo es igual a la corriente total.

I = I1 + I2 + I3

 

Un video de resistencia electrica:



 
La información de este trabajo fue extraída de varias páginas:

 

Wikipedia/You Tube/FísicaPráctica/Así Funciona

Ley de Ohm


Por Carla Arias y Facundo Martinez

 

La ley de ohm se refiere a  voltaje igual a corriente por resistencia, se utiliza mucho en electrónica .Al saber por lo menos dos datos se puede definir cualquiera de los tres valores. En la vida diaria no se usa mucho, pero en los aparatos electrónicos lo usan para  lograr que entre la tensión adecuada y eso solo se logra usando esta formula y sus derivaciones.
 
                                                  George Ohm
 

Creador de la ley de Ohm: En 1825 y 1826, Ohm hizo su trabajo sobre las resistencias, y publicó sus resultados en 1827 en el libro (Trabajos matemáticos sobre los circuitos eléctricos) La ley de Ohm todavía se sigue considerando como una de las descripciones cuantitativas más importante de la física de la electricidad, aunque cuando Ohm publicó por primera vez su trabajo las críticas lo rechazaron. En los años 1850, la ley de Ohm fue conocida como tal, y fue ampliamente probada.

 
Ecuación Matemática

 P =potencia= vatios W

I =Intensidad= Amperios A

V =Voltaje= Voltios V

R =Resistencia= Ohmios

  Formulas
 
          

   Una forma sencilla de recordar esta ley es formando un triángulo equilátero, donde la punta de arriba se representaría con una V (voltios), y las dos de abajo con una I (intensidad) y R (resistencia) respectivamente, al momento de cubrir imaginariamente cualquiera de estas letras, en automático las restantes nos indicarán la operación a realizar para encontrar dicha incógnita. Ejemplo: si tapamos la V, R e I estarán multiplicándose para encontrar el valor de V; de igual forma si cubrimos R, quedará V/I al descubierto para encontrar la incógnita R.


Este video es una breve explicación sobre la Ley de Ohm:

 


martes, 6 de agosto de 2013

Transformación de Energía Eólica en Energía Eléctrica


Autores: Florencia Costilla- María Ramos

  En realidad la energía eólica es uno de los efectos de la energía solar. Los vientos tienen lugar cuando diferentes partes de la superficie del planeta reciben por diversas causas, diferentes cantidades de energía del sol la diferencia de temperatura a diferentes altitudes provocan los vientos.

  Hoy en día se dice que los molinos de vientos son diseñados para producir electricidad para cubrir algunas necesidades de la energía del futuro y tal vez en algún futuro las casas podrían llegar a tener sus propios generadores propulsados por los mismos molinos de viento.

  Por lo regular la idea de la energía eólica viene de hace muchos años y por lo cual estos se usaban para moler granos o así mismo extraer agua de los pozos.

  La energía eólica es fácil de conseguir, es gratis y lo más importante es que no contamina pero también tiene algunas desventajas que se están por resolver:

1.- Los generadores eólicos son muy aparatosos y ocupan demasiado espacio. 

2.- No pueden producir energía eléctrica si el viento se llega a calmar por lo cual no funcionaria.

3.- Resultaría carísimo almacenar la energía sobrante, es decir la energía producida que no puede ser inmediatamente aprovechada.

4.- Los generadores repulsados por el viento que existen hoy en día son muy caros.


 



La energía eólica es un recurso abundante, renovable, limpio y ayuda a disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que convierte en un tipo de energía verde. Sin embargo, el principal inconveniente es su intermitencia.

Para poder aprovechar la energía eólica es importante conocer las variaciones diurnas y nocturnas y estacionales de los vientos, la variación de la velocidad del viento con la altura sobre el suelo, la entidad de ráfagas en espacios de tiempos breves, y valores máximos ocurrido en serie históricas de datos con una duración mínima de 20 años.


lunes, 8 de julio de 2013

Electrización de los cuerpos


Por Ibáñez Antonella  & Tapia Talía

Los primeros fenómenos eléctricos observados en la historia datan desde el 600 a.c. Estudioso griego llamado tales de mileto notó el fenómeno que ocurría al frotar el ámbar con la piel o la lana. Tal fenómeno se conoce hoy como electrización de los cuerpos. En la naturaleza podemos observar muchas de las implicancias que tiene la electricidad. Una de ellas son las tormentas eléctricas. La electricidad es fundamentalmente reside en la existencia de unas partículas subatómicas del átomo llamadas electrones.

Las fuerzas eléctricas son totalmente distintas a las fuerzas gravitatorias aunque ellas poseen una misma Ley de cuantificación. En 1784 Charles Columb cuantifico las fuerzas ejercidas entre cargas magnéticas. Para esto utilizo una balanza de torsión. Este instrumento fue el mismo utilizado por otro físico, el cual ideo la ley de gravitación universal. Curiosamente la ley de gravitación y la de Columb, para campos eléctricos son la misma, pero con distintas variables.

La ley es la siguiente:

F = k (qq`)/r2

Esta ley dice que la fuerza ejercida es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. En donde q y q` son cargas eléctricas, r la distancia, k una constante y F la fuerza. En la ley de newton la ley es igual pero con masa en donde están las cargas eléctricas y una constante distinta.

 

 Tipos de electrización de los cuerpos:

 

 
ELECTRIZACION POR FROTAMIENTO:
Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros (número de electrones = número de protones), ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa.

Video de cómo electrizar un cuerpo por frotamiento:

 
2.    ELECTRIZACION POR CONTACTO:
Se puede cargar un cuerpo con sólo tocarlo con otro previamente cargado. En este caso, ambos quedan con el mismo tipo de carga, es decir, si toco un cuerpo neutro con otro con carga positiva, el primero también queda con carga positiva.

 


Video de cómo electrizar un cuerpo por contacto:  


3.    ELECTRIZACION POR INDUCCION:

Un cuerpo cargado eléctricamente puede atraer a otro cuerpo que está neutro. Cuando acercamos un cuerpo electrizado a un cuerpo neutro, se establece una interacción eléctrica entre las cargas del primero y el cuerpo neutro.
Decimos entonces que aparecen cargas eléctricas inducidas. Entonces el cuerpo electrizado induce una carga con signo contrario en el cuerpo neutro y por lo tanto lo atrae.