Generador Electrico Con Imanes

INSTITUTO TECNOLOGICO DE NOGALES

TALLER DE INVESTIGACION 2 INTEGRANTES:

García Reyes Dariel Huerta Gracida Pedro Andrs Parra Ca!"a #es$s Adri%n Rodrí&ue' Soto (lises Ale)andro PROYECTO:

DISE*O + CREACION DE (N GENERADOR ELECTRICO CON I,ANES + N(CLEO CON PLACAS PLACAS DE ACERO

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.ndice RESUMEN..................................................................................................................................... 3 Introducción................................................................................................................................. 3 Antecedentes............................................................................................................................... 4 Dinamo......................................................................................................................................... 4 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA................................................................................................ PROBLEMA................................................................................................  O!"e#$os...................................................................................................................................... % OB&ETI'O (ENERAL .....................................................................................................................% ..................................................................................................................... % OB&ETI'OS ESPE)*+I)OS ..............................................................................................................% .............................................................................................................. % ,i-ótesis.......................................................................................................................................  &us#/cación.................................................................................................................................. 0 Marco teórico............................................................................................................................... teórico...............................................................................................................................1 1 METODOLO(*A........................................................................................................................... 2 Desarroo de documento escrito5.............................................................................................2 escrito5............................................................................................. 2 )onstrucción de -roto#-o.........................................................................................................2 -roto#-o......................................................................................................... 2 Prue!as de -roto#-o................................................................................................................2 -roto#-o................................................................................................................ 2 Presentación de -ro6ecto..........................................................................................................2 -ro6ecto.......................................................................................................... 2 )rono7rama................................................................................................................................ 23 Presu-uesto............................................................................................................................... 24 +uentes consutadas................................................................................................................... consutadas...................................................................................................................2 2







RESUMEN Este proyecto es muy bueno para nuestra sociedad y en especial para nuestro planeta, ya que por ser una fuente de energía limpia es prácticamente nula la contaminación y el daño que le hacemos al medio ambiente, aparte de su bajo costo para hacerlo y su gran eficiencia al estar diseñado de una forma en la que se pueda sacar su mayor eficiencia sin tener corrientes parásitos. También También nos beneficiaríamos en el hecho que cada persona podría tener su propio generador en su casa y así no tendríamos que pagar por el sericio de lu! de esta forma nuestros ingresos de erían beneficiados de una forma muy notoria.

Introduccio Introducci oó n En este proyecto se dará a conocer una mejor forma de crear energía eléctrica por medio de un generador eléctrico cambiando una parte de su funcionamiento por otra que hace mucho más efica! su tr abajo eitando perdidas de corriente o corrientes parasitas. "on el fin de ayudar más al ambiente y ahorrar dinero se planea construir un generador eléctrico que por medio de un n#cleo de láminas de hierro hará que la energía eléctrica fluya mejor y eitara así pérdidas de energía grandes, así como dará un mayor rendimiento, mejor potencia y será más eficiente.







1. Antecedentes $os primeros generadores se conocen como de carga electroestática, estos generaban grandes cargas en electricidad estática a oltajes muy eleados y corrientes bajas. $os primeros generadores de este tipo tienen sus orígenes a finales del siglo %&'', sin embargo, no e(istieron máquinas que emplearan esta energía sino hasta mediados mediados del siglo %&'''. )*+-, *+- / continuacion continuacion se muestran tres proyectos en los cuales se utili!an elementos parecidos a l os del proyecto .0 En el año *++ se construyo un proyecto el cual consta consta de dos discos de acrílicos paralelos entre sí con un diámetro de -+cm, en el centro se encuentran * aleros cada uno en su respectio disco. 1nidos por un total de 2 imanes i manes acomodados acomodados de 3 en 3 cambiando los polos de estos, cada imán aría con una inclinación de 45 entre ellos. 6icho generador está compuesto por dos placas de acrílico con 2 imanes entre ellas, formando una rueda que con la interacción de un imán e(terno produce la rotación de ésta, debido a la repulsión o atracción magnética entre los imanes de la rueda. 6onde el imán e(terno debe oscilar, acercándose y alejándose de la rueda, con una cierta frecuencia que permita la retroalimentación del moimiento. )7iméne!, *+* .*.0 En el año *+- en la escuela colombiana de carreras industriales de 8ogotá "olombia se construyó un proyecto el cual consta de un disco que tiene imanes de neodimio debajo de él que al acercar un imán con el lado donde la carga es igual a el imán al que se le acerca este se repele, haciendo girar el disco que a su e! carga las bobinas que se encuentran de bajo de dicho disco, gracias al campo electromagnético que se genera al hacer girar los imanes. )shirley+*23, *+- .-.0 .-.0 En el año *+3, en la escuela superior politécnica de "himbora!o se construyó un proyecto el cual consiste en el diseño de un prototipo que a traés de un campo magnético producido por un imán, adaptado al principio de un alternador cuyo moimiento circular es generado por una maniela, transformando la energía potencial en energía mecánica obteniéndose energía eléctrica. )l, *+3







2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En la actualidad la energía eléctrica tiene alcance casi en todo el planeta, ya que sin ella no sería posible reali!ar gran cantidad de actiidades en distintas ramas de la sociedad, desde el alumbrado eléctrico hasta lograr el funcionamiento de cualquier máquina, por esta ra!ón resulta de gran importancia generar nueas alternatias para la producción de esta, suena algo sencillo, pero en realidad es algo mucho más complejo. 9ero debido a que en la actualidad se reali!a con el aproechamiento de fuentes alternatias, como es el caso de los generadores eléctricos por inducción, los cuales tienen como entaja, el bajo costo, construcción más simple, menor costo en su mantenimiento, además además de un fácil fácil control en los generadores. generadores. ):;<=/:/, *++> $as fuentes de energía del mundo pueden ser clasificadas en las que son no renoables y las renoables o energías limpias, siendo estas #ltimas las que están cobrando mayor releancia en los #ltimos años. /lgunas fuentes de energía son? Energía renoable como? energía solar, energía eólica, energía hidráulica, energía geotérmica, energía biomasa y energía eólica marina. También También hay fuentes de energía no renoable como? la energía de fuentes fósiles, energía nuclear y petróleo. /ctualmente ya se han desarrollado generadores eléctricos con imanes, en los cuales se han agregado bobinas que tienen en su n#cleo hierro compacto, pero cuando este se somete al campo magnético de los imanes en su interior corren corrientes parasitas, llamadas corrientes de @oucault, que lo recalienta. 9or lo que en este proyecto proponemos el uso de de láminas de hierro en en el n#cleo de las bobinas lo cual abre paso a un mejor rendimiento, esto se debe a que en este n#cleo no transitarían corrientes parasitas que l o sobrecalienten. )Electronica 1nicrom, *+4







3. Objetivos -..0 ;87ET'&; :E








. !i"oó !i"oó tesis En nuestro proyecto el uso de láminas de hierro en lugar de un peda!o solidó de hierro, en el interior de las bobinas del generador eléctrico, dará mejores result resultado ados, s, en la genera generació ción n de electr electrici icidad dad,, pues pues con el implem implement ento o de láminas de hierro se reduce la perdida de energía eléctrica, que es proocada por por un des desió ió de corri corrien ente tes, s, lo cual cual dará dará mayo mayorr efic eficie ienc ncia ia al gene genera rado dor r eléctrico.







#. Justificación $a generación de energía e(iste de muchas maneras y hay que aproechar todas estas para un futuro en donde será ital la obtención de nueos recursos para la producción de electricidad. Dablando de un ámbito económico este proyecto dejaría mucho recurso financiero, ya que es producción de un recurso que es muy necesario y que, por consiguiente, el reali!ar un generador eléctrico a base de placas de hierro sería una buena inersión si se desea ender, o si se desea para beneficio propio. El medio ambiente juega el papel más importante en todo este tipo de obtención de electricidad, y su manera en que se a a obtener dicha energía, muchas de estas o en gran parte ocasionan daños a nuestra atmosfera y, y, por lo tanto, logra una contaminación y por consecuencia los grandes cambios climáticos, pensando en todo lo anterior, anterior, nuestro proyecto contribuye con el medio ambiente, ya que la obtención de esta energía no utili!a materiales que le causen un gran impacto hablando de daños.  como uno de los principales temas, la sociedad, F6e qué manera se benefician con este proyectoG, aquí los que tienen mayor entaja sobre esta energía son la sociedad, es que una e! teniendo en funcionamiento la obtención de esta, pues será mucho menor el costo que se paga hoy en día por la electricidad, además de que no se necesita de una gran planta para producirla, como otras energías, las cuales necesitan de empleados para operar dentro de las plantas. El generador eléctrico con placas de Dierro puede ser utili!ado indiidualmente.







$. Marco teórico En la relación de transformación es el resultado de diidir entre el n#mero de espiras del primario y del secundario, la cual es igual a la relación entre la tensión del primario y del secundario sin carga. 9ara este proyecto nos basamos en este te(to el cual podemos leer a continuación aquí nos dice de lo que está constituido un n#cleo que son las chapas de material ferro0magnético, hierro al que se añade una pequeña porción de silicio. Be recubre de barni! aislante que eita la circulación de corrientes de @oucault. 6e su calidad depende que aumente el rendimiento de la bobina hasta un alor cercano al ++ H. $os cálculos dependerán de los requerimientos y la disposición de los materiales, en nuestro caso disponemos de un n#cleo y alambre de cobre de un transformador en desuso, en esta medida podemos partir de parámetros reales conocidos como lo son el diámetro del alambre y el área del n#cleo, para calcular una nuea bobina. "álculo de la tensión por medio del área del n#cleo "omo mencionamos anteriormente, nosotros disponemos de un n#cleo para construir la bobina, es posible calcular el n#mero de ueltas de las bobinas del generador eléctrico mediante el producto del ancho de las chapas IEJ por el largo del n#cleo. cm de ancho, primero primero se deben multiplicar ambas medidas? -.> K 4 )cm L McmN* El alor obtenido se tiene que diidir por la constante 3* de la siguiente forma? )3*OML*.* ueltas por oltio. Entonces, cada *.* ueltas de alambre de cobre en la bobina se obtendrá un oltio. Bi el transformador es de +& +& en el primario, se deberá multiplicar? *.* P+ P+ L *3-, este #ltimo resultado son las espiras de alambre del bobinado primario. Esto es indiferente para el secundario. Es importante acotar que para el deanado primario el calibre del alambre de cobre debe ser de un diámetro pequeño, esto para crear una alta resistencia y eitar daños en el mismo. Teniendo el n#mero de ueltas en el primario podemos aplicar la fórmula?







9ara hallar el calibre del alambre del deanado primario, primero hayamos el amperaje. Este se consigue de diidir los atios del amplificador entre el oltaje de la toma corriente o del deanado primario. En este caso tenemos un suministro de + + oltios de la red p#blica y el alor de los atios lo hallamos de acuerdo al alor del área del n#cleo obtenida que son M "m S. /mperios L -2O+ L -.*>/ Aquí en esta tabla se puede apreciar el valor de los vatios relacionándolos relacionándolos con el área del núcleo del transformador:

NÚCLEO

POTENCIA MÁXIMA VUELTAS POR VOLTIO ÁREA Cm ²

1.6 x 1.9 2.2 x 2.8 2.5 x 1.8 2.5 x 2.8 2.8 x 1.5 2.8 x 2.5 2.8 x 3.5 2.8 x 5 3.2 x 3.5 3.2 x 4 3.2 x 5 3.8 x 4 3.8 x 5 3.8 x 6 3.8 x 7 3.8 x 8 3.8 x 9 3.8 x 1

9W 3W "0W 49W 1W 49W 9!W 19!W 1"#W 1!3W "#!W "31W 3!1W #19W 0W 9"4W 110W 1444W

14  9.3 ! 10 ! 4.3 3 3.# 3.3 ".!"# ".! "."1 1.$# 1.#$ 1.3$ 1."" 11

3.04 !.1! 4.#  4."  9.$ 14 11." 1".$ 1! 1#." 19 "".$ "!.! 30.4 34." 3$







A continuaci'n les presentamos la tabla llamada AW( para la correcta selecci'n del calibre del alambre) alambre) %n nuestro pro*ecto el caso más cercano cercano es el calibre &1$ de 1.0"mm de diámetro.

C!"#$ C! "#$%& %& M#" M#"'' (#%( (#%()"! )"!%&' %&' *#+ *#+m&, m&,%%- mm Am Am&%! &%!/& /& 7 8 9 1 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2 21 22 23 24 25 26 27 28 29 3

"0)$1$ 1!)#09 13)090 10)3$3 $)"34 !)#30 #)1$ 4)10 3)"# ")#$3 ")04$ 1.!"4 1."$$ 1)0"" $10.1 !4".4 0.#09 0.404 0.3"0 0."#4 0."0" 0.1!0 0.1"! 0.100

3.! 3."! ".91 ".#9 ".30 ".0# 1.$3 1.!3 1.4# 1."9 1.1# 1.0" 0.91 0.$1 0." 0.!# 0.# 0.#1 0.4# 0.40 0.3! 0.3" 0."$ 0."#

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proyectos elegidos. $a cual nos daba distintas aportaciones que fueron importantes para la construcción del nuestro, así como también esa información fue de mucha utilidad para desarrollar el documento escrito, construir el prototipo, para así después después hacer las pruebas necesarias necesarias del funcionamiento del mismo y al final presentar el proyecto, los pasos a seguir se muestran a continuación?

7.1. Desarrollo el ocu!ento escrito" En nuestro desarrollo del documento primero plantean los objetios que queremos lograr con nuestro proyecto. 9or otro lado, planteamos el problema que había lo cual nos lleó a construir este proyecto, buscamos algunos antecedentes que hay en proyectos parecidos al de nosotros para saber lo que ya había y lo que podíamos mejorar. /l tener ya los datos encontrados encontrados en nuestra b#squeda b#squeda formulamos una hipótesis de lo que se quería lograr y como se lograría, por ultimo buscamos el impacto que tendría tanto en la sociedad, economía medio ambiente, etc. $o cual nos ayuda a justificar el porque es necesaria esta elaboración.

7.#. $onstrucción el %rototi%o En la construcción de dicho proyecto primeramente se tomará en cuenta las dimensiones que tendrá el prototipo y los l os materiales que tendremos que utili!ar para su elaboración, dando paso a la l a estructura final que obtendría. 8asándonos en las tablas encontradas donde nos dice las condiciones para obtener una cierta media de oltaje y amperio, se elaborarán las bobinas, donde de en e! que nuestras bobinas tengan







+. $rono,ra!a
@echa de inicio +4Osep.O*+2

@echa final

Tiempo dedicado )horas +>O sep.O*+2 3 horas

Osep.O*+2

-Osep.O*+2

- ho horas

3Osep.O*+2

*Osep.O*+2

4 ho horas

**Osep.O*+2

*2Osep.O*+2

- ho horas

*Osep.O*+2

*Osep.O*+2

 hora

*>Osep.O*+2

-OoctO*+2

> horas

OoctO*+2

OoctO*+2

 hora







Al tratarse tratarse de un "rototi"o "rototi"o 9ue 9ue re"resenta re"resenta un !ecan !ecanis!o is!o 9ue es ca"a' ca"a' de "roduc "roducir ir electricidad y así "oder su:!inistrar a un dis"ositi;o consu!idor< lo !%s o:;io en cuanto a costos es 9ue se trate de un costo relati;a!ente ele;ado= >cru'< 26-/? Para el trans@or!ador elctrico !ediante !ediante i!anes< i!anes< de las características características 9ue el e9ui"o considero tene!os las si&uientes resultados y cantidades >"recios? a considerar= ,aterial

Cantidades e!"leadas

Costo esti!ado en "esos

Placa de "l%stico >"ara usar co!o :ase? I!anes 2

26=66 16=66

Ca:le de co:re

/ !etros

/66=66

La!ina de Bierro

-

266=66

Cili Cilind ndro ross de "a"e "a"ell >"ar >"araa 2 usar co!o :o:inas? Pe&a!ento industrial -

-1=66 -66=66

Tornillo de Bierro

-

-6=66

Ruedaa de Bier Rued Bierro ro circ circul ular ar >"ara sostener los i!anes? Leds 2

-1=66 0=66 Total 325=66







Ca:rera< A= S= >26-/?= Generador Eléctrico. CBa;e'< #= L= >26-0?= GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA ATRAVÉ DEL ELECTR!"AGNETI"!. ELECTR!"AGNETI"!. LinedIn LinedIn Cor"oration  26-= Electronica #nicro$. #nicro$. >26-1?= >26-1?= GONFAGA< ,= L= >2664?= Vie%&!pen ' Instituto (olitécnico Nacional. #i!ne'< D= = >26-2?= Rueda >26-2?= Rueda "a)netica. Electrica. Plantilla Vistas din%!icas= Con la tecnolo&ía S126-22< T= >26-/?= Corriente Electrica. Plantilla de lo&&er= sBirley-620= >26-/?= pro*ecto >26-/?= pro*ecto +isico de un )enerador. )enerador. LinedIn Cor"oration  26-=

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Generador Electrico Con Imanes

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