Andrés Alberto Ávila Jiménez
MOTOR ELÉCTRICO I.
INTRODUCCION:
La vida moderna sería impensable sin la existencia de los motores, éstos se encuentran en todas partes: en la industria, el transporte, el hogar, etc. Para cualquier lado que volteemos podemos encontrar una máquina que funcione con un motor. En nuestra vida diaria estamos acostumbrados a un tipo particular de motor: los motores eléctricos, pues existen en muchos de los aparatos que ocupamos en nuestro hogar — refrigerador, lavadora, licuadora, relojes de pared, etc. Debido a la importancia que tienen en nuestra vida cotidiana, consideramos importante que los jóvenes conozcan cómo son los motores y los principios físicos involucrados en su funcionamiento. El motor eléctrico fue inventado por el científico ingles Michael Faraday en 1831.
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Andrés Alberto Ávila Jiménez II. OBJETIVO: - Hacer que el alumno fabrique su propio motor de una manera sencilla empleando materiales fáciles de obtener, sin necesidad del emplear mucho dinero. - Enseñar al alumno de manera didáctica la transformación de la energía eléctrica en energía mecánica y el trabajo utilizado en este aparato. - Hacer que el alumno pueda reconocer fácilmente las partes de un motor y sus funciones - Incentivar al alumno la creación de aparatos innovadores que ayuden al avance de la ciencia.
III. MEDIOS Y MATERIALES: -Un corcho -Dos imanes herradura -Una tabla de 20cm. x20cm. -Dos trozos de madera de 5cm.x6cm. -Dos trozos de madera de 5cm.x7cm. -Cuatro trozos de madera de 1cm.x4cm. -Dos trozos de madera de 1cm.x20cm.-50cm. de cable -Dos trozos de aluminio -Una batería de 9V. -2 alfileres -Una aguja N°6 -10m. de alambre de cobre - Cinta de pegamento Página 2
Andrﾃｩs Alberto ﾃ」ila Jimﾃｩnez IV. PROCEDIMIENTO DE EJECUCION a) Pasar la aguja a lo largo del corcho.
b) Bobina el alambre de cobre alrededor del corcho. Luego, fija la bobina con cinta de pegamento.
c) Coloca 2 alfileres como indica el dibujo. Enrolla ambos extremos del alambre en los alfileres.
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Andrﾃｩs Alberto ﾃ」ila Jimﾃｩnez d) Pega sobre la tabla de madera los trozos como indica el dibujo. e) Sobre los trozos de 5cm.x6cm. clava dos alfileres como indica el dibujo. Sobre ellas apoya la aguja que lleva el bobinado. ( Observa el modelo terminado).
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Andrﾃｩs Alberto ﾃ」ila Jimﾃｩnez f) Luego, pela los extremos de dos cables. Envuelve un extremo de cada uno con papel de aluminio para formar las escobillas. Coloca las escobillas y los imanes como indica las figuras 7 y 8.
g) Conecta los extremos libres de los cables en un portapilas.
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Andrés Alberto Ávila Jiménez V. PARTES DE UN MOTOR: -Cables metálicos (bobina) que llevan la corriente (2). Estos están enrollados en la armadura(3), que es la base para las bobinas. Todo esto se encuentra rodeado por los imanes (1). A la bobina le llega la electricidad por medio de las escobillas (4). El eje (5) es la barra metálica central que adquiere movimiento.
VI. FUNCIONAMIENTO Y FUNDAMENTACION TEORICA Un Motor Eléctrico es una máquina que convierte energía eléctrica en energía mecánica. A continuación pasaremos a explicar que temas de la Física se emplean para el funcionamiento de este aparato. Teniendo en cuenta la ley de conservación de la energía que establece que:”La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma” Cuando la electricidad proveniente de la batería se dirige hacia las escobillas, se hace uso de la ENERGIA (Eléctrica).
ENERGIA ELÉCTRICA: Es el trabajo necesario para ser circular una carga eléctrica de un punto a otro de un circuito eléctrico, entre los que existen Página 6
Andrés Alberto Ávila Jiménez una diferencia de potencias o diferencia potencial; esta energía eléctrica pasa a la bobina que viene a ser los cables enrollados, los cuales en conjunto se convierten en un electroimán. Este electroimán es atraído y repelido por los imanes que rodean la bobina, en ese momento se produce un campo electromagnético. ELECTROMAGNETISMO Es la parte de la Física que estudia las interacciones entre los campos eléctricos y los campos magnéticos. Campo Eléctrico: Se llama campo eléctrico a la región del espacio donde hace sentir su influencia un cuerpo cargado eléctricamente. Los campos eléctricos se describen convenientemente mediante las
líneas de campo eléctrico.
¿Qué es un línea de campo eléctrico? Es la línea imaginaria cuya dirección en cada punto es la dirección de la fuerza sobre un cuerpo cargado positivamente. Campo Magnético: Es aquella región en la cual se ejerce una fuerza sobre un polo magnético introducido en dicho espacio. ¿Qué es un línea de fuerza magnética? Es la línea trazada de manera que en cada uno de sus puntos señala la dirección del campo.
Efecto Oersted: En 1820 el físico holandés Hans Cristhyan Oersted descubrió experimentalmente que toda corriente eléctrica crea a su Página 7
Andrés Alberto Ávila Jiménez alrededor un campo magnético, el cual es capaz de alterar la posición de una aguja magnética que se encuentra cerca al conductor por el cual circula la corriente, tratando esta de colocarse en una dirección perpendicular a la dirección de la corriente
Ley de Faraday: Si acercamos un conductor formando una bobina a un imán estacionario, no pasa corriente a través de la bobina. Pero si movemos el imán hacia la bobina, veremos que el imán hace circular corriente eléctrica. La corriente obtenida se llama corriente inducida y el proceso se denomina inducción electromagnética. Finalmente se genera movimiento, lográndose así transformación de energía eléctrica a energía mecánica.
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ENERGÍA MECÁNICA: Se llama así a la suma de la Energía Potencial más la Energía Cinética. ¿Qué es Energía Potencial? Es aquella energía que tienen los cuerpos de acuerdo a su posición. ¿Qué es Energía Cinética? Es la energía que tienen los cuerpos en movimiento.
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Andrés Alberto Ávila Jiménez CONCLUSIONES: Al finalizar este experimento obtuvimos las siguientes conclusiones: -Aprendimos a diferenciar los tipos de energía (mecánica, eléctrica, cinética y potencial) -Aprendimos también que la energía no desaparece sino que solo se transforma, tal como el motor lo hace. -Aprendimos las funciones, partes de un motor y su gran importancia que tiene hoy en la vida del ser humano. - La capacidad creativa del ser humano para inventar cosas es infinita, la cual día a día ayuda al desarrollo de la ciencia y a la supervivencia humana. - Los motores eléctricos son mejores que los demás ( motor de combustión), ya que la energía eléctrica con la que funciona es mas eficiente porque hace que el motor tenga mas potencia e incremente su rendimiento. -Para hacer un aparato como de este tipo no se requiere el uso de materiales sofisticados. - Sin duda las leyes dadas por los hombres de gran saber son necesarias para la explicación de muchos experimentos y fenómenos naturales que ocurren en nuestro entorno. -Las leyes dadas por los científicos acerca de los diferentes temas de la física se pueden comprobar y entender fácilmente utilizando la creatividad e ingenio, como lo vemos a través de un experimento.
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Andrés Alberto Ávila Jiménez SUGERENCIAS: -Recomendamos seguir adecuadamente los pasos para la construcción de este motor eléctrico y tomar las precauciones necesarias para evitar percances y/o accidentes que podrían poner en peligro la integridad física y emocional de la persona. -Recomendamos la utilización de los materiales propuestos para el funcionamiento inminente del motor. -Sugerimos que los materiales a emplear no tengan ningún contacto con el agua. -Sugerimos que los niños no se aventuren a la creación de este tipo de aparatos sin la supervisión de un adulto. -Tratar de encontrar materiales equivalentes (que produzca el mismo efecto), en caso de no conseguir los materiales establecidos.
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