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INFORME DE LABORATORIO “MOTOR ELÉCTRICO” GRUPO 3N

Resumen - En esta práctica de laboratorio se observara el funcionamiento básico de un motor eléctrico con la implementación de una serie de materiales muy sencillos. Esta consiste en transformar la energía eléctrica en mecánica a través de campos electromagnéticos, siendo este un proceso aplicado en varias actividades.

JUSTIFICACIÓN

Esta práctica se realiza con el fin de entender y analizar el principio de funcionamiento de un motor eléctrico, observando la interacción de los campos magnéticos, en este caso el de una bobina y un imán, para así observar y comprobar el fenómeno que se genera por la interacción de los mismos.

INTRODUCCIÓN

La siguiente practica de laboratorio se realizara con el fin de demostrar el principio de funcionamiento de los motores eléctricos, esta consistirá en realizar una bobina de alambre sujeta a dos alambres conductores conectados a una fuente de voltaje, los cuales harán que llegue corriente a la bobina para que se genere una corriente por la misma y cree un campo magnético el cual va a interactuar con el campo magnético de un imán, y al hacer esto se demostrara un fenómeno que se conoce como principio de funcionamiento de un motor.

OBJETIVO GENERAL

Construir un motor eléctrico que permita observar los principios básicos de funcionamiento involucrados.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Producir cargas eléctricas sobre materiales no ferromagnéticos por inducción.

Estudiar y analizar los efectos que producen los campos magnéticos.

Observar los efectos de atracción y repulsión entre sí.

MARCO TEÓRICO

MOTOR ELECTRICOMáquina cuya función es convertir la energía eléctrica en energía mecánica a través de los campos magnéticos generados en las bobinas.

PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO

El funcionamiento básico de un motor está basada por una corriente eléctrica que es transportada por el cable que rodea la bobina o el eje; esto genera un campo magnético.

Al ir pasando la electricidad por el cable, se da una interacción entre los dos campos magnéticos del motor, uno interno causado por la corriente y el otro causado por los imanes, donde se repelen en un punto lo que causa el movimiento rotacional, como producto de las fuerzas de atracción y repulsión.

A este fenómeno es utilizado para generan campos magnéticos transitorios, a los que se denomina habitualmente electroimán, ya que solo tiene

Universidad ECCI- Bogotá D.C. – 2016

Guáqueta Daniel [email protected] Cod. 37835

Muñoz Gutiérrez Edwin [email protected] Cod. 38651

Porras Vega Camilo André[email protected] Cod. 36998

Mejía Sarmiento [email protected] Cod. 38552


propiedades magnéticas si una corriente circula por el conductor que lo constituye.

Los principios físicos involucrados son:

INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA

La inducción electromagnética es fenómeno que se produce cuando un cuerpo que se expone a un campo magnético produce una fuerza electromotriz. Si el cuerpo expuesto es un conductor, el resultado es una corriente eléctrica.

MAGNETISMO

El magnetismo es una fuerza natural de atracción que se produce cuando un objeto llamado magnetita es atraído, o es repelido hacia un objeto que ha sido imantado (una ionización del objeto) el cual posee 2 polos: uno positivo uno negativo. Objetos de carga positiva se atraen, objetos de carga negativa se repelen.

FUERZA ELECTROMOTRIZ

Fuerza originada en el mecanismo que transporta portadores de carga en un sentido opuesto al que el campo eléctrico intenta moverlos.

ENERGÍA QUÍMICA

Energía que se genera como resultado de interacciones y reacciones químicas de ciertas sustancias. Las baterías que son necesarias para utilizar como fuente de poder del motor trabajan por energía química.

CAMPO MAGNETICO

El hecho de que las fuerzas magnéticas sean fuerzas de acción a distancia permite recurrir a la idea física de campo para describir la influencia de un imán o de un conjunto de imanes sobre el espacio que les rodea. Al igual que en el caso del campo eléctrico, se recurre a la noción de líneas de fuerza para representar la estructura del campo.

IMAN

Es un objeto capaz de atraer otros objetos fabricados con hierro u otros metales ferromagnéticos. A la propiedad que tienen los imanes de atraer objetos se le llama magnetismo y pueden ser naturales o artificiales.

Los imanes naturales mantienen su campo magnético continuo, a menos que sufran un golpe de gran magnitud o se les aplique cargas magnéticas opuestas o altas temperaturas por encima de la Temperatura de Curie.

IMANES NATURALES

La magnetita es un potente imán natural, tiene la propiedad de atraer todas las sustancias magnéticas. Su característica de atraer trozos de hierro es natural. Está compuesta por óxido de hierro. Las sustancias magnéticas son aquellas que son atraídas por la magnetita.

IMANES ARTIFICIALES PERMANENTES

Las sustancias magnéticas que al frotarlas con la magnetita, se convierten en imanes, y conservan durante mucho tiempo su propiedad de atracción.

IMÁN NEODIMIO

Es el tipo de imán de tierras raras más extensamente utilizado. Se trata de un imán permanente hecho de una aleación de neodimio, hierro y boro, combinados para formar un compuesto que cristaliza en el sistema cristalino tetragonal.

Los imanes de neodimio son los más poderosos tipos de imanes permanentes hechos por el hombre y han reemplazado a otros tipos de imanes en muchísimas aplicaciones de la industria moderna que requieren imanes permanentes de gran poder. Estos tienen aplicaciones tales como la fabricación de motores en herramientas inalámbricas, discos duros, y sellos magnéticos.

IMÁN ALNICO

Los imanes de alnico son ampliamente utilizados en aplicaciones industriales y de consumo donde se necesitan fuertes imanes permanentes; como en los motores eléctricos, las pastillas de guitarra eléctrica, micrófonos, sensores, altavoces, y los imanes de



herradura. En muchas aplicaciones están siendo reemplazados por los imanes de tierras raras, cuyos

campos más fuertes y los productos más grandes de energía permiten a los imanes de menor tamaño, utilizarlos para una aplicación dada.

IMÁN FERRITA O CERÁMICO

Los imanes permanentes de ferrita o cerámicos son los imanes negros clásicos, que conocemos, por ejemplo, de los tableros de oficina. Pero su uso es mucho más amplio. Encuentran aplicación, por ejemplo, en la fabricación de electromotores, embragues magnéticos, separadores magnéticos, sujetadores, altavoces.

Los imanes de ferrita se clasifican, según el procedimiento de fabricación, en imanes isótropos (más flojos) y anisótropos (más fuertes). Los imanes isótropos se fabrican de la manera llamada seca, mediante prensado y luego se magnetizan en un campo magnético. La gran ventaja de dicho procedimiento de fabricación es la posibilidad de magnetizar los imanes en varios sentidos, según los requerimientos del cliente. Los imanes anisótropos se fabrican de la manera llamada mojada, mediante inyección a su forma de fabricación, bajo la actuación de un campo magnético. La siguiente magnetización solamente es posible en el sentido que había sido predeterminado durante la fabricación.

IMANES ARTIFICIALES TEMPORALES

Son aquellos que producen un campo magnético sólo cuando circula por ellos una corriente eléctrica. Un ejemplo es el electroimán.

FUERZA ELECTROMAGNÉTICA

Cuando una carga eléctrica está en movimiento crea un campo eléctrico y un campo magnético a su alrededor.Este campo magnético realiza una fuerza sobre cualquier otra carga eléctrica que esté situada dentro de su radio de acción. Esta fuerza que ejerce un campo magnético será la fuerza electromagnética.

Si tenemos un hilo conductor rectilíneo por donde circula una corriente eléctrica y que atraviesa un campo magnético, se origina una fuerza electromagnética sobre

el hilo. Esto es debido a que el campo magnético genera fuerzas sobre cargas eléctricas en movimiento.

Si en lugar de tener un hilo conductor rectilíneo tenemos un espiral rectangular, aparecerán un par de fuerzas de igual valor pero de diferente sentido situadas sobre los dos lados perpendiculares al campo magnético. Esto no provocará un desplazamiento, sino que la espira girará sobre sí misma.

ALAMBRE DE COBRE ESMALTADO

El alambre de cobre se produce a partir del alambrón y mediante un proceso de desbaste con un horno de recocido. Este alambre está formado por un hilo de cobre electrolítico en tres temples, duro, semiduro y suave y se utiliza para usos eléctricos en una gama de diámetros y en bobinas que pueden pesar del orden de 2250 kg.

Este alambre se utiliza en líneas aéreas de distribución eléctrica, en neutros de subestaciones, conexiones a tierra de equipos y sistemas y para fabricar hilos planos, esmaltados y multifilares que pueden tener diámetros de 0,25/0,22 mm. Está fabricado a base de cobre de alta pureza con un contenido mínimo de 99,9 % de Cu.Este tipo de alambre tiene una alta conductividad, ductilidad y resistencia mecánica así como gran resistencia a la corrosión en ambientes expuestos.

MATERIALES

1 metro de alambre de Cobre para bobinados de 0,6 a 0,7 mm de diámetro.

Alfileres de gancho grandes o 2 clips. Fuente de alimentación o pilas grandes. 2 cables con pinzas cocodrilo y conectores

para la fuente. Un imán de buena intensidad.

METODOLOGIA

A continuación podemos ver un vídeo en el cual se observara el resultado de la práctica de laboratorio, este vídeo solo se podrá reproducir si el documento es visto en un computador o en el siguiente enlace:

https://www.youtube.com/watch?v=4C-7CDB9t-c



Luego de tener completa la lista de materiales para la construcción del motor, comenzamos generando una bobina para lo cual utilizamos un cilindro de plástico, o

una porción de caño o una pila tipo D (grande), (diámetro aproximado 4 cm) en el cilindro bobinamos el alambre haciendo entre 10 y 15 vueltas del mismo, dejando unos 4 cm en cada extremo, que serán nuestros ejes como indica la siguiente figura.

Es conveniente realizar algunas vueltas tipo lazo al finalizar el bobinado para evitar que este se desarme, también será conveniente que ambos extremos se encuentren en una misma línea imaginaria que pasa por el centro de la bobina lo cual facilitara el equilibrado final de la bobina para obtener los resultados esperados.

Posteriormente se procederá a eliminar el esmalte de los extremos libres, esto se puede hacer con una lija fina, o con un instrumento cortante.

Se debe realizar la estructura para colocar las bases que sostendrán la bobina para que también permitan la conexión eléctrica por las pinzas cocodrilo.


https://www.youtube.com/watch?v=4C-7CDB9t-c


Para que nuestro motor funcione solo bastará con cerrar el circuito y acomodar el imán o equilibrando la bobina si esta no gira, también debemos asegurarnos que circula corriente por el circuito, esto lo podemos hacer por medio de un multímetro o tester utilizado en modo amperímetro, cuidado que la corriente puede ser de algunos amperes

CONCLUSIONES

El funcionamiento del motor depende del buen contacto entre la base de la pila y el conductor las cargas de un material, si persisten en el mismo sitio se conocen como electrostáticas.

Dependiendo de la carga electrostática, la pérdida o ganancia de electrones de los átomos que

.Podemos ver la fuerza que produce el campo magnético con el imán a través del electromagnetismo. Compongan al objeto los cuerpos constituidos del mismo material se cargan eléctricamente con cargas del mismo signo y al Acercarse se repulsan.

BIBLIOGRAFIA

VIRTUAL

http://www.cienciapopular.com/experimentos/motor-electrico-casero

LIBROS

Física para ciencias e ingeniería Serway-Jewett 7ma Ed. Vol 2-Español

Fundamentos de Electricidad -Schaunm Gussow, Milton


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