PRESENTACION DE MI TRABAJO

                      

TEMA ASIGNADO

  MOTOR ELÉCTRICO 

ALUMNA

LAURA SOFIA CABRERA GAVIRIA

GRADO

10-5

 dirigido a: 
andres garcia

QUE SON EQUIPOS ELECTRICOS? Y COMO FUNCIONAN

QUE SON LOS MOTORES ELÉCTRICOS

El motor eléctrico es un dispositivo que transforma la energía eléctrica en energía mecánica por medio de la acción de los campos magnéticos generados en sus bobinas. Son máquinas eléctricas rotatorias compuestas por un estátor y un rotor.

Algunos de los motores eléctricos son reversibles, ya que pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores o dinamo. Los motores eléctricos de tracción usados en locomotoras o en automóviles híbridos realizan a menudo ambas tareas, si se diseñan adecuadamente.

Son utilizados en infinidad de sectores tales como instalaciones industriales, comerciales y particulares. Su uso está generalizado en ventiladores, vibradores para teléfonos móviles, bombas, medios de transporte eléctricos, electrodomésticos,esmeriles angulares y otras herramientas eléctricas, unidades de disco, etc. Los motores eléctricos pueden ser impulsados por fuentes de corriente continua (DC), y por fuentes de corriente alterna (AC).

La corriente directa o corriente continua proviene de las baterías, los paneles solares, dínamos, fuentes de alimentacióninstaladas en el interior de los aparatos que operan con estos motores y con rectificadores rudimentarios. La corriente alterna puede tomarse para su uso en motores eléctricos bien sea directamente de la red eléctrica, alternadores de las plantas eléctricas de emergencia y otras fuentes de corriente alterna bifásica o trifásica como los inversores de potencia.

Los pequeños motores se pueden encontrar hasta en relojes eléctricos. Los motores de uso general con dimensiones y características más estandarizadas proporcionan la potencia adecuada al uso industrial. Los motores eléctricos más grandes se usan para propulsión de trenes, compresores y aplicaciones de bombeo con potencias que alcanzan 100 megavatios. Estos motores pueden ser clasificados por el tipo de fuente de energía eléctrica, construcción interna, aplicación, tipo de salida de movimiento, etcétera.

COMO FUNCIONA

Los motores eléctricos son dispositivos que transforman energía eléctrica en energía mecánica. El medio de esta transformación de energía en los motores eléctricos es el campo magnético. Existen diferentes tipos de motores eléctricos y cada tipo tiene distintos componentes cuya estructura determina la interacción de los flujos eléctricos y magnéticos que originan la fuerza o par de torsión del motor.

El principio fundamental que describe cómo es que se origina una fuerza por la interacción de una carga eléctrica puntual q en campos eléctricos y magnéticos es laLey de Lorentz:¹

donde:

q-carga eléctrica puntual

-Campo eléctrico

-velocidad de la partícula

-densidad de campo magnético

En el caso de un campo puramente eléctrico la expresión de la ecuación se reduce a:

La fuerza en este caso está determinada solamente por la carga q y por el campo eléctrico . Es la fuerza de Coulomb que actúa a lo largo del conductor originando el flujo eléctrico, por ejemplo en las bobinas del estátor de las máquinas de inducción o en el rotor de los motores de corriente continua.

En el caso de un campo puramente magnético:

La fuerza está determinada por la carga, la densidad del campo magnético  y la velocidad de la carga . Esta fuerza es perpendicular al campo magnético y a la dirección de la velocidad de la carga. Normalmente hay muchísimas cargas en movimiento por lo que conviene reescribir la expresión en términos de densidad de carga  y se obtiene entonces densidad de fuerza  (fuerza por unidad de volumen):

Al producto  se le conoce como densidad de corriente  (amperes por metro cuadrado):

Entonces la expresión resultante describe la fuerza producida por la interacción de la corriente con un campo magnético:

Este es un principio básico que explica cómo se originan las fuerzas en sistemas electromecánicos como los motores eléctricos. Sin embargo, la completa descripción para cada tipo de motor eléctrico depende de sus componentes y de su construcción.

QUIEN INVENTO EL MOTOR ELÉCTRICO?

Michael Faraday, el motor del electromagnetismo

Como se puede observar en la página dedicada al electromagnetismo de endesaeduca.com, y pese a conocerse desde la antigüedad, los fenómenos eléctricos y magnéticos fueron considerados como independientes hasta 1820, cuando su relación fue descubierta por casualidad.

Así, hasta esa fecha el magnetismo y la electricidad eran estudiados por ciencias diferentes. Sin embargo, este hecho cambió a partir del descubrimiento que realizó Hans Christian Oersted, observando que la aguja de una brújula variaba su orientación al pasar corriente a través de un conductor próximo a ella. Los estudios de Oersted  sugerían que la electricidad y el magnetismo eran manifestaciones de un mismo fenómeno: las fuerzas magnéticas proceden de las fuerzas originadas entre cargas eléctricas en movimiento.

Así, el estudio del electromagnetismo dio paso al desarrollo de  dispositivos que transformaron completamente nuestra sociedad. Dos de ellos fueron el motor y el generador eléctricos, aplicaciones imprescindibles para desarrollar la electricidad a gran escala. Y las aportaciones del protagonista de este artículo, Michael Faraday, resultaron definitivas para el desarrollo de estas máquinas eléctricas en particular, y de la física en general.

Un científico atípico en el siglo XIX

Michael Faraday nació en el año 1791 cerca de Londres, en una familia humilde que no pudo ofrecerle una formación académica más allá de la escuela básica. Así, ya a la edad de 13 años comenzó a trabajar vendiendo periódicos, una profesión que curiosamente también realizaría Edison.

Sin duda, las posibilidades económicas y la formación de Faraday no invitaban a pensar que se convertiría en uno de los físicos más influyentes de la historia. En aquella época, la ciencia únicamente estaba reservada para aquellas personas con posibilidades para disponer de libros, laboratorios y tiempo: los grandes científicos pertenecían a la clase alta.

Pero por suerte, el joven Faraday tuvo acceso de manera gratuita a las fuentes de información de la época: Michael empezaría a trabajar como aprendiz en una librería, donde saciaría toda su curiosidad leyendo artículos científicos y libros. Además, pudo experimentar en la trastienda de la librería, gracias al laboratorio que le permitieron instalar.

Faraday y la Royal Institution

A los 20 años de edad Faraday logró entrar en la Royal Institution of Great Britain, organización dedicada a la educación e investigación de la ciencia fundada en 1799 por los científicos más importantes de la época. Después de asistir en esa institución a varias conferencias de Humpry Davy(químico muy importante en el desarrollo de la bombilla incandescente, entre otros hitos), Faraday logró convencer al propio Davy para que lo aceptara como su secretario.

Su carrera en la Royal Institution fue larga y exitosa. Un año más tarde, en 1813, Michael Faraday se convertiría en asistente de laboratorio. Posteriormente, fue Superintendente (1821), Director de laboratorio (1825) y catedrático de química (1833).

Los grandes experimentos de Faraday

En la Royal Institution, Faraday destacó tanto por su contribución en el campo de la química como en la del electromagnetismo. Así, el británico diseñó una serie de experimentos que serían cruciales para que otros científicos pudieran desarrollar otras teorías.

El motor eléctrico homopolar de Faraday, Wikipedia

El motor eléctrico (1821)

Basándose en el experimento que Oersted realizó un año antes, Faraday diseñó un dispositivo que constaba de unos pequeños depósitos de mercurio, un imán, una batería de mercurio y cables. Al cerrar el circuito y permitir que la batería suministrara electricidad, el cable empezaba a rotar de manera continua alrededor del imán. Michael Faraday había conseguido transformar la energía eléctrica en energía mecánica. Había inventado el motor eléctrico homopolar.

La inducción electromagnética (1831)

10 años más tarde, Faraday llevó a cabo una serie de experimentos que le permitieron descubrir la  inducción electromagnética.

Uno de los experimentos de Faraday para demostrar la inducción electromagnética, Wikipedia

Utilizando dos bobinas alrededor de un anillo de hierro, Faraday suministró corriente eléctrica a través de una de las dos bobinas. Analizando la otra bobina, descubrió que aparecía intensidad eléctrica por ella: la corriente inducida.

En otros experimentos, Faraday descubriría que moviendo un imán a través de un circuito cerrado se generaba una corriente inducida en el circuito. Además, esta corriente también aparecía al mover el alambre sobre un imán quieto.

Gracias a estos descubrimientos, Michael Faraday construiría la primera dinamo eléctrica, sentando las bases de los generadores y motores eléctricos.

La jaula de Faraday (1836)

En el 1836, Michael Faraday construiría una habitación recubierta de metal (la jaula) y colocaría un generador electrostático en el exterior, para demostrar que pese a las descargas de alta tensión que suministraba el generador a la jaula, el interior de la habitación no recibía ninguna carga eléctrica. Faraday puso de manifiesto un fenómeno que ya en el sigo XVIII Benjamin Franklindescubrió: el exceso de carga eléctrica residía sólo en el exterior de un conductor y no tenía influencia sobre nada cerrado en su interior.

VIDEO DE MOTOR ELECTRICO

MOTORES ELÉCTRICOS, principios básicos- fuerzas magnéticas, energía eléctrica y mecánica