marco teórico

5/13/2018 Marco teórico - slidepdf.com

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Objetivos Generales:

1. Comprender la construcción y operación de un Generador de CorrienteDirecta

Objetivos Específicos:

1. Conocer el principio de funcionamiento de un generador de corrientedirecta, poniendo en práctica los conocimientos teóricos adquiridos.

2. Tener contacto directo con las partes físicas que componen el

generador.

3. Construir el generador eléctrico, de tal manera que origine un voltaje,

que permita encender un LED.



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Marco teórico

Las máquinas de cd son generadores que convierten energía mecánica en

energía eléctrica de cd y motores que convierten energía eléctrica de cd en

energía mecánica. La mayoría de las máquinas de cd son semejantes a las

máquinas de ca en el sentido de que tienen voltajes y corrientes de ca dentro

de ellas; las máquinas de cd cuentan con una salida de cd simplemente porque

hay un mecanismo que convierte los voltajes internos ca en voltajes cd en sus

terminales.

Una de las aplicaciones más importantes de la corriente inducida es el

generador electromagnético. Una vez demostrado que una corriente eléctrica

crea un campo magnético, el físico inglés Michael Faraday logró demostrar

también el hecho inverso: un campo magnético crea una corriente eléctrica.

Faraday arrolló en espiral un hilo conductor, construyendo así lo que se

denomina un solenoide, y conectó los dos extremos del solenoide a un

amperímetro. Al no haber un generador de corriente eléctrica, no detectó

ninguna variación en el amperímetro.

A continuación introdujo un imán en el solenoide y tampoco detectó en el

amperímetro ningún paso de corriente eléctrica. Sin embargo, cuando movió el

imán dentro del solenoide, el amperímetro marcó el paso de la corriente

eléctrica. Faraday demostró así que un imán en movimiento crea una corriente

eléctrica en un hilo conductor que se encuentre cerca de él.

La corriente eléctrica que crea un imán recibe el nombre de corriente inducida.

Este fenómeno es el producto de las líneas del flujo del campo magnético

producido por el imán que a su vez provocan un desplazamiento de electrones

a través del alambre produciéndose así una corriente inducida.

Los generadores eléctricos, como la pila y la dinamo, crean y mantienen una

corriente eléctrica, pero el inconveniente que tienen es la escasa fuerza

electromotriz que desarrollan. En cambio, los generadores electromagnéticos

producen una gran fuerza electromotriz.



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Un generador electromagnético consiste en una armadura metálica en la que

hay gran cantidad de solenoides. En el interior de esta armadura se coloca un

imán muy potente, que se hace girar a mucha velocidad.

Debido al movimiento del imán, en los solenoides se produce una corriente

eléctrica inducida que se puede transmitir a cualquier hilo conductor externo.

En las centrales hidráulicas, el imán del generador electromagnético se mueve

gracias al empuje del agua; en las centrales térmicas, el imán se mueve

gracias al empuje del vapor, etc.

Todos los metales tienen una sustancia llamada "carga eléctrica". Hasta los

alambres sin carga están llenos de esta. Después de todo, los átomos tienen

electrones. Los metales son especiales porque sus electrones no se quedan

conectados a los átomos, sino que se mueven dentro del metal y forman un

"flujo eléctrico" dentro de los alambres. Todos los metales están llenos de fluido

eléctrico. Los científicos modernos llaman a este el "océano de electrones" o

"gas electrónico". NO es invisible, de hecho le da a los metales su brillo.

Cuando un alambre se coloca alrededor de un campo magnético y éste último

se hace cambiar o mover, aparece una "presión" llamado voltaje. Este voltaje

trata de hacer que las cargas en el alambre giren en círculos. En otras

palabras, los imanes en movimiento crean corrientes eléctricas en los

alambres. Un imán en movimiento funciona como una bomba de agua, si el

circuito no está cerrado (conectado) entonces la fuerza de bombeo no

producirá un flujo de corriente, pero si el circuito está completo o cerrado,

entonces la acción de bombeo del imán puede forzar a los electrones en el

alambre a circular. Esta es una ley básica de la física y es usada por todos los

generadores con alambres e imanes.

Cuando el circuito se cierra y el imán está en movimiento, las cargas en el

metal fluyen. Las cargas en el filamento del foco son empujadas y se produceuna especie de fricción eléctrica, lo que hace que el filamento se caliente y

brille.



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Para desarrollar el generador se utilizó la ley de Faraday, con el fin de

averiguar cuántas vueltas debía tener la bobina del generador para alimentar el

LED. En términos comunes, la ley de Faraday establece que un cambio en el

tamaño y la fuerza de un campo magnético, puede inducir una corriente

eléctrica en los cables cercanos.

La fórmula matemática está establecida de la siguiente manera:

V= -N*

Donde:

V= Es la tensión generada (medida en voltios)

N= Es el número de vueltas de alambre.

B= Es el campo magnético (medido en Teslas)

A= Es el área del imán (medida en metros cuadrados)

t= Es el tiempo medido en segundos.



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Conclusiones

1. Un generador de un campo magnético induce un voltaje en una bobina

de alambre. Los puntos importantes a destacar son que la tensión

aumenta a medida que el número de vueltas de alambre en la bobina se

hace más grande y el tamaño de la bobina y la fuerza del aumento del

campo magnético.

Ejemplo:

Datos iniciales:

V= -N*

N= 106 vueltas

B= 0.55 T

t= 0.1s

A= 0,00516 m2

V= 3V

Aumentando a N= 500

V= -N*

V= 8V



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Recomendaciones

1. A la hora de realizar este tipo de experimentos, es indispensable

manejar los conceptos teóricos, solo con ello se logrará el resultado

esperado.

2. Este tipo de experimentos deben realizarse con anticipación a la

entrega, ya que en algunos casos no funcionan en un primer intento.



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Bibliografía

Máquinas Eléctricas

Autor: Stephen J. Chapman

Generadores de Corriente Directa

Instituto Tecnológico de Costa Grande.



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Anexos

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