MOTORES ELECTR. CA

MOTORES ELECTRICOS DE CORRIENTE ALTERNA

INDICE: INTRODUCCION...

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CAPITULO 1 PLANTEAMENTO DEL PROBLEMA...................... PROBLEMA..................................... ........................... ................ ....

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1.1 ANTECEDENTES ANTECEDENTES 

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1.2 PROBLEMA PROBLEMA. .

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1.3 LIMITACIONES DEL PROBLEMA PROBLEMA. .

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1.4 JUSTIFICACION JUSTIFICACION.. ..

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CAPITULO 2 MARCO HISTORICO: HISTORICO: 

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2.1 DESARROLLO HISTORICO HISTORICO 

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CAPITULO 3 MARCO REFERENCIAL: REFERENCIAL:.. ..

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CAPITULO 4 MARCO CONCEPTUAL: CONCEPTUAL:.. ..

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4.1 MOTOR ELECTRICO ELECTRICO 

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4.2 MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA ALTERNA. .

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4.3 TIPOS DE MOTOR DE CORRIENTE ALTERNA..

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4.4FUNCIONAMIENTO 4.4FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR ELCETRICO DE CORRIENTE ALTERNA..

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4.5 MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE MOTORES ELECTRICOS DE C.A.

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4.6 PROBLEMA DEL LOS MOTORES ELECTRICOS DE C.A. ELECTRODOMESTICOS:

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CAPITULO 5 METODOLOGIA: METODOLOGIA: 

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5.1.- PREGUNTAS PREGUNTAS 

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5.2

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TIPOS DE INVESTIGACION.. INVESTIGACION..

5.3.- OBJETIVO GENERAL .

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5.4.- OBJETIVOS ESPECIFICOS ESPECIFICOS.. ..

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CAPITULO 6 RESULTADOS: RESULTADOS:.. ..

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6.1.-RESULTADOS Y CONCLUSIONES DE LA HIPOTESIS:.

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CAPITULO 7 ANALISIS DE RESULTADOS: 

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7.1.- ANALISIS DE RESULTADOS(GRAFICA RESULTADOS(GRAFICAS) S)

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CONCLUSION:

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BIBLIOGRAFIA:..

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ANEXOS:.

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INTRODUCCIÓN El esta investigación se abordaran algunos conceptos relacionados con los motores eléctricos de corriente alterna cual a sido su principio y su desarrollo al igual sabremos quién invento el motor eléctrico y como se llevo llevo al motor eléctrico de corriente alterna alterna también consideraremos todos los antecedentes por los cuales tuvo que pasar para llegar a ser parte de los los electrodomésticos y en virtud virtud de esto cuales son las principales principales vallas y problemas de los cuales no no esta excepto ningún motor ya ya que es común que sean iguales iguales los problemas. También se desarrollara una hipótesis sobre lo referido en el instituto tecnológico de lázaro cárdenas del por que el poco conocimiento de estos motores también se encontrara el método de cómo poder resolver estos problemas es decir se darán soluciones. De acuerdo al desarroll desarro lloo de esta investigación investigación llegaremos a una conclusión la cual servirá a cualquier otro alumno que lo lea.

Capitulo 1: Planteamiento del problema: En el capitulo uno se desarrolla todo los sucesos anteriores como desde su su el el desarrollo del principio de Faraday asta el surgimiento al motor eléctrico de corriente alterna de Nicolás tezla, también se da a conocer el problema a tratar en el que los motores se encuentra, también justificaremos el por que de este tema, al igual cuales son la limitaciones, así dar a conocer los problemas con los que se enfrentan en casa con los electrodomésticos. Capitulo 2: Marco histórico: En este capítulo se desarrolla toda la historia desde principio a fin del motor eléctrico de corriente alterna, el surgimiento del principio del motor, cuáles fueron los desarrollos a trabes de los años para que surgieran las modificaciones. Capitulo 3: Marco referencial: En este se da las referencias de acuerdo como se desarrollo el motor y cuales problemas más comunes haciendo referencia de a cuerdo a que fuentes se obtuvieron esta información. Y así poder dar referencia a todo sobre el desarrollo, problemas de los motores eléctricos de corriente alterna. Capitulo 4: Marco conceptual: En este capítulo se desarrolla los conceptos bases en los que se encuentran las bases en las que esta soportado el principio elemental de los motores de Página 3


corriente alterna, también cuales son los tipos, como es la función de cada uno de los elementos del motor la igual que lo principales puntos como problemas, el mantenimiento que se debe dar a un motor de corriente alterna. Capitulo 5: Metodologia: En este capítulo se dan los objetivos generales sobre las cuestiones sobre el conocimiento de los motores eléctricos de corriente alterna también cuales es el objetivo especifico del por que el problema. Capitulo 6: Resultados: En este capitulo se dará la hipótesis del por que los jóvenes no conocen nada sobre los motores de corriente alterna. Cuales son los resultados de las hipótesis es decir cuales son los balances de los cuales son los porcentajes. Capitulo 7: Análisis de resultados: En este capitulo se desarrolla el análisis de los resultados de las graficas sobre la encuesta hecha para saber sobre el conocimiento de los motores de corriente alterna. Capitulo 8: Conclusiones: En este capitulo se da el desarrollo sobre como se fue dando las investigación y cuales fueron fueron resultados que se fueron obteniendo grandes conclusiones del por que se dan los problemas mas comunes en los electrodomésticos. Capitulo 9: Bibliografía: En este capitulo dan las paginas donde se obtuvo la información teórica. Capitulo 10: Cuestionario complementario y anexos: En este capitulo se da algunos anexos los cuales ayudaran a ampliar un poco el conocimiento sobre la investigación.

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CAPITULO I PLANTEAMENTO DEL PROBLEMA 1.1 ANTECEDENTES El motor eléctrico es una máquina que nos permite convertir una energía eléctrica en energía mecánica, esto se logra mediante la rotación de un campo magnético alrededor de una espira o bobinado de diferentes formas. Los motores monofásicos de corriente alterna de 110-120 volts son unos de los mas usados en el ámbito de los electrodomésticos su uso y su gran demanda en la sociedad a logrado que el interés por su desarrollo crezca a pasos agigantados los problemas mas comunes, debido a este problema surge surge nuestra investigación sobre del motor motor eléctrico monofásico de corriente alterna utilizado cotidianamente en los diferentes electrodomésticos que están al alcance de la sociedad. Pretendiendo ver las causas

y deficiencias que provocan deterioró en

los motores

monofásicos de corriente alterna, así plantear tanto ventajas como desventajas de la utilización de estos motores y poder llegar así a un a conclusión optima que nos sirva para la innovación en un futuro en estas maquinas eléctricas Todos en algún momento hemos estado en contacto con un motor eléctrico monofásico de corriente alterna tan solo en el momento de encender un ventilador o cuando enciendes una lavadora, una licuadora etc., pero en realidad no sabemos hasta donde tenemos que remontarnos como para saber cómo fue su evolución. Nos remontaremos a hablar del desarrollo de la electricidad y el magnetismo ya que son los principios elementales del funcionamiento del motor eléctrico monofásico. Así este fenómeno del electromagnetismo se conoce desde tiempos antiguos. La piedra imán o magnetita es un óxido de hierro que tiene la propiedad de atraer los objetos de hierro, que ya era conocida por los griegos, los romanos y los chinos.

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En Grecia, puede señalarse entre los siglos V y VII un momento renovador. Por tal razón en esta época se descubrió la propiedad que tenía el imán para atraer a ciertos cuerpos y la persona que comenzó a realizar determinados estudios sobre dichas propiedades, que se tenga noticia, fue Tales de Mileto (c. 625-c. 546 a.C.). Es posible que este filósofo griego ya supiera que el ámbar adquiere la propiedad de atraer objetos ligeros al ser frotado. Otro filósofo griego, Teofrasto afirmaba, en un tratado escrito tres siglos después, que otras sustancias poseen esa propiedad A partir de los estudios teóricos del inglés Williams Gilbert (1540-1603), quien aplicó el término µeléctrico¶ (del griego elektron, µámbar¶) a la fuerza que ejercen esas sustancias después de ser frotadas. En el siglo XIII, el francés Petrus Peregrinus realizó reveladoras investigaciones sobre los imanes. Sus descubrimientos no se superaron en casi 300 años, hasta que el físico y médico británico William Gilbert revolucionó las investigaciones de su antecesor Petrus. A partir de los estudios teóricos del inglés Williams Gilbert (1540-1603), quien aplicó el término µeléctrico¶ (del griego elektron, µámbar¶) a la fuerza que ejercen esas sustancias después de ser frotadas. De este científico aparece un Tratado ´Magnete´ publicado en 1600 y cuyo fundamento esta dado en la experimentación y lo más importante es que él planteó que la agujas de las brújulas se orientaban debido al magnetismo terrestre, que contradecía una opinión generalizada que ésta se orientaba hacia un punto celeste; la otra cuestión importante que planteó fue, que las propiedades eléctricas las produce la fricción, y las magnéticas son inherentes a determinados cuerpos (establece diferencias entre unas y otras); que las acciones magnéticas son de dos tipos: atracción y repulsión y que las eléctricas son solas de atracción; que las atracciones eléctricas son más débiles que las magnéticas y que las primeras pueden ser destruidas por la humedad y la magnética no. Ya aquí se puede apreciar como el pensamiento científico va evolucionando y no se basa en el mero hecho de explicar cómo ocurre el fenómeno, sino que tratan de explicar el por qué ocurre.

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La primera máquina para producir una carga eléctrica fue descrita en 1672 por el físico alemán Otto Von Guericke. Estaba formada por una esfera de azufre movida por una manivela, sobre la que se inducía una carga cuando se apoyaba la mano sobre ella. En 1729 el también inglés Stephen Gray (1670-1736) descubrió la conductibilidad eléctrica de los cuerpos y mostró que para conservar la electricidad un cuerpo debía de estar aislado; sus experimentos atrajeron la atención de otro científico francés: Charles Du Fay El francés Charles François de Cisternay Du Fay (1698-1739), hizo sus estudios y demostró la electrización por contacto, fue quien creó la primera teoría de los fenómenos eléctricos y planteó la necesidad de los aisladores como soporte de hilo conductor y la existencia de dos electricidades: la vítrea y la resinosa.. El físico francés Charles de Coulomb (1736-1806), considerado como pionero en la teoría eléctrica,

realizó investigaciones en magnetismo, rozamiento y electricidad. Éste en 1777,

inventó la balanza de torsión para medir la fuerza de atracción magnética y eléctrica; verificó posteriormente la observación de Michell con una gran precisión. Con este invento, Coulomb pudo establecer el principio, conocido ahora como Ley de Coulomb, que rige la interacción entre las cargas eléctricas: ley que actualmente se aplica. En 1791 Luis Galván (1737-1798), estudió el efecto de las fuerzas eléctricas (como él le llamó) en las ranas y postuló que este movimiento muscular en las ancas de las mismas era atribuido a la electricidad animal (Moltó, 2003). En este período se puede decir que se desarrolla la teoría electromagnética, fundamentalmente a finales del siglo XVIII y a principios del XIX. Los planteamientos de Galvani fueron rebatidos con posterioridad por Alejandro Volta (1745-1827), quien postuló que lo que producía las contracciones del animal no era debido a lo que planteaba Galvani; sino debido a la corriente eléctrica que se producía al unir dos metales diferentes, y con esta teoría Volta construyó la primera batería, a la cual le llamó columna de Volta.

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Ya en 1812, el francés Poisson (1781-1840), hizo un aporte fundamental para la electrostática sobre los trabajos de su antecesor, el químico inglés Davy (1778-1829), quien estudió los efectos químicos de la electricidad, en particular la electrólisis. Poisson planteó la ecuación fundamental de la electrostática, con su función potencial;. Considero que el padre del electromagnetismo fue el danés Hans Christian Oersted (17771851), quien en 1819 llevó a cabo un experimento que revolucionó, a mi modo de ver, este campo de la Física, al observar la desviación producida por una aguja magnética al acercarse a un conductor por el cual pasaba corriente eléctrica. Con este descubrimiento se demostró la interrelación entre la electricidad y el magnetismo. Oersted demostró que una corriente eléctrica crea un campo magnético; principio por el cual se sustenta en la actualidad los distintos desconectivos magnéticos (para accionar grandes equipos eléctricos: motores, máquinas herramientas«), electroimanes, entre otros. Este descubrimiento fue desarrollado por el científico francés André Marie Ampère (17751836), conocido por sus importantes aportaciones al estudio de la electrodinámica, que estudió las fuerzas entre cables por los que circulan corrientes eléctricas, y por el físico y astrónomo francés Dominique François Arago (1786-1853), que descubrió el fenómeno conocido como magnetismo de rotación y demostró la relación entre la aurora boreal y las variaciones en el magnetismo terrestre. Éste magnetizó un pedazo de hierro colocándolo cerca de un cable recorrido por una corriente. En 1831, el científico británico Michael Faraday (1791-1867), hizo otro descubrimiento trascendental: que el movimiento de un imán en las proximidades de un cable induce en éste una corriente eléctrica; este efecto era inverso al hallado por Oersted. Si analizamos bien las consecuencias de ambos descubrimientos, es a través de los mismos que se fundamenta el principio del motor eléctrico y de los generadores de corrientes: de aquí su trascendencia para nuestra vida moderna.

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Durante 1831 y 1832, Michael Faraday descubrió que un conductor eléctrico moviéndose perpendicularmente a un campo magnético generaba una diferencia de potencial. Aprovechando esto, construyó el primer generador electromagnético El dinamo fue el primer generador eléctrico apto para uso industrial. La primera dinamo, basada en los principios de Faraday, fue construida en 1832 1832 por el fabricante francés de herramientas Hipóli Hipó lito to Pixii. El principio de la inducción de Faraday, científico británico, n. en Newington Butts (Londres). Ayudante de laboratorio de sir Humphry Davy en la Royal Institution, en 1825 llegó a ser director de la misma. Hizo numerosos descubrimientos científicos, entre ellos el de que un imán debe ser capaz de producir electricidad. En 1834 anunció el método de descomponer las soluciones salinas, que hoy se conoce con el nombre de electrólisis, establece que el movimiento de un conductor integrante de un circuito cerrado en un campo magnético produce corriente en dicho circuito, y en ello se basa el funcionamiento del generador eléctrico. Pero, recíprocamente, una corriente eléctrica que pasa por un conductor situado en un campo magnético crea una fuerza que tiende a desplazar al conductor con respecto al campo, y esta es la base del motor eléctrico. De modo que, en esencia, una misma máquina puede emplearse como generador o como motor; si se le aplica energía mecánica, generará electricidad, y si se le aplica electricidad, producirá energía mecánica El dinamo fue el primer generador eléctrico apto para uso industrial. La primera dinamo, basada en los principios de Faraday, fue construida en 1832 por el fabricante francés de herramientas Hipóli Hipó lito to Pixii. Posteriormente Zénobe Gramme reinventó el diseño al proyectar los primeros generadores comerciales a gran escala, que operaban en París en torno a 1870. Su diseño se conoce como la dinamo de Gramme. Gra mme. Así con estos desarrollos se le le pudo dar seguimiento y llegar asta el año 1882 el físico, matemático, inventor e ingeniero Nikola Tesla, diseñó y construyó el primer motor de inducción de CA. Página 9


En Mayo de 1885, George Westinghouse, cabeza de la compañía de electricidad Westinghouse compró las patentes del sistema polifásico de generadores, transformadores y motores de corriente alterna de Tesla. Michail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky más tarde inventó una fase de tres "jaula de rotor" en 1890. Este tipo de motor se utiliza actualmente para la gran mayoría de las aplicaciones comerciales. Así, utilizando los motores eléctricos de corriente alterna, Charles Proteus Steinmetz, de General Electric, pudo solucionar muchos de los problemas asociados a la producción y transmisión eléctrica. Con esto el desarrollo de los motores tubo un desarrollo importante que se generaron varios tipos de motores eléctricos de corriente alterna como el un motor de jaula de ardilla normal o estándar fabricado para uso a velocidad constante. También se llegaría llegaría a tener los asincrónicos asincrónicos (o de inducción), inducción), sincrónicos y colectores. A su vez pueden ser monofásicos o trifásicos. Gracias a estos científicos se desarrollo la base de los motores eléctricos de corriente alterna y poder adaptarlos a los electrodomésticos como: ventiladores, lavadoras, relojes, computadoras, refrigeradores etc.

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1.2 PROBLEMA: Como sabemos la utilización de motores electicos en casa esta presente todos los días en nuestra vida cotidiana que ni siquiera nos damos cuenta del gran uso que nos dan y cuales son sus problemas por que dejan de funcionar o tienen algunas fallas y aun que hay muchas fallas las que se pueden presentar en un motor motor nos adentraremos a las mas mas comunes que se presentan en los electrodomésticos, las cuales son; Problemas que se presentan el un motor eléctrico ca:

y

Deterioró por uso desmedido

y

Deficiencia del material.

y

Desgaste del rotor

y

Desgaste, pegadura, corrosión, por no dar mantenimiento del motor.

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1.3 LIMITACIONES DEL PROBLEMA



Sufren daños irreparables, que se deben entre otras cosas a las alteraciones del suministro eléctrico, exceso de trabajo mecánico asociado y problemas en la instalación eléctrica que alimenta al motor. En un segundo plano se encuentran los problemas asociados al deterioro de las partes que componen el motor.



Requieren liberar el calor que provoca el trabajo que desempeñan. La gran mayoría posee ventilación forzada que la genera un ventilador asociado al eje del motor. En algunas construcciones de motores, la liberación de calor es realizada por métodos distintos a los del uso de aire impulsado por el ventilador.



La falta de ventilación ventilación provocara el aumento de la la temperatura de los arrollados arrollados del motor,

degradándose

el

aislamiento

de

los

mismos

y

destruyéndose

irremediablemente.  Un

motor eléctrico posee dos rodamientos que soportan el eje del rotor. Los

rodamientos tienen un tiempo vida útil y su degradación siempre terminará trancando el rotor del motor. Un rodamiento degradado degradado pasara por por un lapso, de duración variable e incierta, con alto roce haciendo que el motor gire con sobre esfuerzo, para posteriormente atascarse definitivamente y dejar el motor a rotor trancado.



El desbalance de voltaje, la pérdida de una fase, la inversión de secuencia, el bajo voltaje y alto voltaje son alteraciones del suministro eléctrico que causan daños irreversibles a los motores eléctricos.

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1.4 JUSTIFICACION. El presente trabajo se hace con la finalidad de analizar los motores eléctricos, así como verificar la problemática que se presenta en nuestras casas, ya sea por fabricación, mantenimiento o uso del mismo. Los motores eléctricos son parte de la estructura básica de la tecnología moderna y actualmente esta inseparablemente aplicado al análisis y diseño de motores eléctricos para diseñar complejos sistemas electrónicos, de comunicación, de computación y de control, así como productos de consumo. 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 ² refrigerador, lavadora, licuadora, relojes de pared, etc.

Debido a la importancia 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. Por esta razón en la presente investigación se realizara una estimación de los motores eléctricos monofásicos CA 120 volts. Los cuales son de uso domestico y además son indispensables para el desarrollo de nuestro país. Al optimizar el aprovechamiento del motor se está logrando realizar el mantenimiento preventivo y así evitar que el equipo llegue a presentar fallas en las que se tenga que retirar de la operación por un tiempo no definido para una reparación mayor, pues finalmente esto repercute en nuestra economía.

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CAPITULO 2 MARCO HISTORICO 2.1 DESARROLLO HISTORICO Faraday, Michael (1791-1867), fue el que descubrió el principio de el motor eléctrico el descubrió la inducción. Inducción es la generación de una corriente eléctrica en un conductor en movimiento en el interior de un campo magnético físico. A partir de ese descubrimiento se potencio el estudio sobre la electrónica. Para calcular la inducción magnética. En 1882, el inventor serbio Nikola Tesla identificó la rotación magnética principio de campo de inducción utilizan en los alternador alternadores es y fue pionero pionero en el uso de este giro y la fuerza del campo electromagnético inducir inducir a generar torque en máquinas rotativas. Se explota este principio principio en el diseño de un poli-motor de inducción inducción de fase en 1883. En 1885, Galileo Galileo Ferraris investigado de forma independiente el concepto. En 1888, Ferrari Ferrari publicó su investigación en un documento a la Real Academia de Ciencias de Turín. Michail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky más tarde inventó una fase de tres "jaula de rotor" en 1890. Este tipo de motor motor se utiliza actualmente para la la gran mayoría de las aplicaciones comerciales. Dos principios físicos relacionados entre sí sirven de base al funcionamiento de los generadores y de los motores. El primero es el principio de la inducción descubierto por el científico e inventor británico Michael Faraday en 1831. Si un conductor se mueve a través de un campo magnético, o si está situado en las proximidades de otro conductor por el que circula una corriente de intensidad variable, se establece o se induce una corriente eléctrica en el primer conductor. El principio opuesto a éste fue observado en 1820 por el físico francés André Marie Ampère. Si una corriente pasa a través de un conductor situado en el interior de un campo magnético, éste ejerce una fuerza mecánica sobre el conductor. "Magnetismo".

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1673 - Polaridad de las cargas eléctricas El francés Francois de Cisternay Du Fay fue el primero en identificar la existencia de dos cargas eléctricas: Negativa (-) y Positiva (+)

1821 - Motor eléctrico rudimentario de Faraday (1745 - 1827) Michael Faraday, científico inglés, ideó un ingenio en el cual un alambre con corriente giraba alrededor de un imán; transformaba pues la electricidad en movimiento mecánico. En 1828 El Americano Joseph Henry (1799-1878) perfeccionó los electroimanes, observó que la polaridad cambiaba al cambiar la dirección del flujo de corriente, y desarrolló el concepto de Inductancia Propia. En 1846 fue nombrado como el primer Director del Museo Smithsonian.

uncional 1831 - Motor eléctrico f uncional

El científico norteamericano, Joshep Henry fabricó el primer motor eléctrico funcional que utilizaba la corriente de una pila.

1831 - Dinamo de Faraday En este año, el científico inglés Michael Faraday llevo a cabo experimentos que demostraron que un imán en movimiento inducía una corriente en un alambre. Había demostrado que se podía producir electricidad sin sustancias químicas. Anteriormente a esta fecha, la única fuente de donde se podía obtener energía eléctrica era de una pila. Los principios esbozados por Faraday, llevaron a la invención de la dinamo. ormador de Faraday 1831 - Transf orma

Siguiendo en sus experimentos con electricidad, Michael Faraday enrolló dos bobinas de alambre en un anillo de hierro. Cuando conectaba una bobina a una pila, pasaba unacorriente por la otra (no conectada). Al

desconectarla,

se

generaba

otro

impulso

en

la

segunda

bobina.

Había inventado el transformador. Página 15


En 1868 El Científico Belga

-Théophile Gramme (1826-1901) construyó la primera

Zénobe

máquina de corriente contínua El Dinamo punto de partida de la nueva industria eléctrica. En 1870 patentó la teoría de la Máquina magneto-eléctrica para producir corriente contínua.GrammeDinamo

En 1888 Nikola Tesla (1857-1943) Serbio-Americano inventor e investigador quien desarrolló la teoría de campos rotantes, base de los generadores y motores polifásicos de corriente alterna. A Tesla se le puede considerar, sin ninguna duda, como padre del sistema eléctrico que hoy en día disfrutamos. flujo magnético. TeslaMotor C.A. Tesla es la unidad de medida de la densidad de flujo

En 1885 En Mayo de 1885, George Westinghouse, cabeza de la compañía de electricidad Westinhouse compró las patentes del sistema polifásico de generadores, transformadores y motores de corriente alterna de Tesla.

En 1890 Michail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky más tarde inventó una fase de tres "jaula de rotor" en 1890. Este tipo de motor se utiliza actualmente para la gran mayoría de las aplicaciones comerciales.

En 2000 Página 16


Las diferentes marcas de electrodomésticos sofisticaron los motores eléctricos como el LG, IEM, SANSUM, MYTECK, etc« todos estos son utilizados común mente en la comodidad del hogar ya sea en ventiladores, refrigeradores, hornos de microondas, licuadoras, etc«

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CAPITULO 3 MARCO REFERENCIAL Hoy en día en México y en la mayoría de los países el uso de electrodomésticos tiene una demanda inagotable ya que día a día se busca tener comodidad lo cual a llevado a los personas a crear aparatos que ayuden a tener una comodidad mas plena. Lo cual el uso de motores eléctricos (C.A) en los electrodomésticos se hizo indispensable para poder obtener estos resultados a sido necesario que se desarrollen mejores equipos. Datos que proporcionados mencionan que el comercio a logrado que los motores eléctricos (C.A) tengan una gran aceptación entre la población gracias al uso que se le a dado. Cabe mencionar que un motor eléctrico de corriente alterna (Nikola Tesla) logra con mayor eficacia que la distribución y la transformación de corriente alterna sea mucho mejor. Gracias a esto se a logrado un gran desarrollo tecnológico en el rendimiento de estos todo motores esto hace que el 90% de los motores motores instalados sean de corriente alterna (to esto gracias la compañía de electrici dad Westinghouse quien desarrollo en el comercio los motores al comprar las patentes de tesla en 1885).

Los motores eléctricos son los más ágiles de todos en lo que respecta a variación de potencia y pueden pasar instantáneamente desde la posición de reposo a la de funcionamiento al máximo. Su tamaño es más reducido y pueden desarrollarse sistemas para manejar las ruedas desde un único motor. El uso de los motores eléctricos se ha generalizado a todos los campos de la actividad humana desde que sustituyeran en la mayoría de sus aplicaciones a las máquinas de vapor pues ahora que la la mayoría de los electrodomésticos electrodomésticos cuenten con un motor eléctrico eléctrico (C.A) con jaula de rotor (Desarrollado por Michail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky en 1890). Ya con todos los aportes generados por la mayoría de los científicos y con la tecnología en un gran desarrollo en este siglo XX las grandes empresas de los electrodomésticos a logrado que al menos cada familia tenga en su casa trabajando al menos de 3 a 4 electrodomésticos los cuales contengan un motor de corriente alterna (Empresas como

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LG, IEM, SANSUM, MYTECK , SONY, OLLISON, GOLDSTAR; ETC ; que son las principales en el mercado.)

Con esta gran demanda y con la gran diversidad tanto de empresas y de motores eléctricos de (C.A) es importante hacer un análisis de por que hay algunas vallas que se presentan comúnmente en estos motores eléctricos de (C.A) Con lo antes referido nos daremos cuenta que gracias al descubrimiento de faraday el da la la base para crear un motor eléctrico con lo cual se siguieron los desarrollos y crearon varios prototipos de dinamos dinamos para poder generar, actualizar actualizar y mejorar mejorar estos prototipos los los cuales conforme el tiempo fueron adquiriendo mejor forma; asi fue el punto de partida para el desarrollo de motores eléctricos . y con los principios ya desarrollados y con la gran necesidad e inquietud inquietud de nikola nikola tesla por tener un mejor mejor avance avance para el mejoramiento de generadores de energía desarrolla el motor motor eléctrico de corriente alterna alterna . Ya con los los principios y con el logro logro de establecemiento de motores C.A y las compra de las patentes de los los motores C.A y llegar llegar a las las grandes industrias industrias y desarrollar en las empresas de electrodomésticos y con esto nos daría la comodidades comodidades que nos ofrecen los los electrodomésticos.

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CAPITULO 4 MARCO CONCEPTUAL 4.1 MOTOR ELECTRICO n motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía

U

mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Algunos de los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores. Contiene un número mucho más pequeño de piezas mecánicas que un motor de combustión interna o uno de una máquina de vapor, por lo que es menos propenso a los fallos. Un motor eléctrico convierte la energía eléctrica en fuerzas de giro por medio de la acción mutua de los campos magnéticos. Los motores eléctricos son los más ágiles de todos en lo que respecta a variación de potencia y pueden pasar instantáneamente desde la posición de reposo a la de funcionamiento al máximo. Su tamaño es más reducido y pueden desarrollarse sistemas para manejar las ruedas desde un único motor, como en los automóviles. Son ampliamente utilizados en instalaciones industriales, comerciales y de particulares. Pueden funcionar conectados a una red de suministro eléctrico o a baterías. Así, en automóviles se están empezando a utilizar en vehículos híbridos para aprovechar las ventajas de ambos.

4.2 MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA Se denomina motor de corriente alterna a aquellos motores eléctricos que funcionan con corriente alterna. Un motor es una máquina motriz, esto es, un aparato que convierte una forma determinada de energía en energía mecánica de rotación o par. Un motor eléctrico convierte la energía eléctrica en fuerzas de giro por medio de la acción mutua de los campos magnéticos. n generador eléctrico, por otra parte, transforma energía mecánica de rotación en energía

U

eléctrica y se le puede llamar una máquina generatriz de fem. Las dos formas básicas son el

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generador de corriente continua y el generador de corriente alterna, este último más correctamente llamado alternador. Todos los generadores necesitan una máquina motriz (motor) de algún tipo para producir la fuerza de rotación, por medio de la cual un conductor puede cortar las líneas de fuerza magnéticas y producir una fem. La máquina más simple de los motores y generadores es el alternador.

4.3 TIPOS DE MOTOR DE CORRIENTE CORRIENTE ALTERNA En algunos casos, tales como barcos, donde la fuente principal de energía es de corriente continua, o donde se desea un gran margen, pueden emplearse motores de c-c. Sin embargo, la mayoría de los motores modernos trabajan con fuentes de corriente alterna. Existe una gran variedad de motores de c-a, entre ellos tres tipos básicos: el universal, el síncrono y el de jaula de ardilla. ;... Motores universales Los motores universales trabajan con voltajes de corriente continua o corriente alterna. Tal motor, llamado universal, se utiliza en sierra eléctrica, taladro, utensilios de cocina, ventiladores, sopladores, batidoras y otras aplicaciones donde se requiere gran velocidad con cargas débiles o pequeñas fuerzas. Estos motores para corriente alterna y directa, incluyendo los universales se distinguen por su conmutador devanado y las escobillas. Los componentes de este motor son: Los campos (estator), la masa (rotor), las escobillas (los excitadores) y las tapas (las cubiertas laterales del motor). El circuito eléctrico es muy simple, tiene solamente una vía para el paso de la corriente, porque el circuito está conectado en serie. Su potencial es mayor por tener mayor flexibilidad en vencer la inercia cuando está en reposo, o sea, tiene un par de arranque excelente, pero tiene una dificultad, y es que no está construido para uso continuo o permanente. Motores síncronos Implicando, se puede utilizar un alternador como motor en determinadas circunstancias. Si se excita el campo con c-c y se alimenta por los anillos colectores a la bobina del rotor con Página 21


c-a, la máquina no arrancará. El campo alrededor de la bobina del rotor es alterno en polaridad magnética pero durante un semiperiodo del ciclo completo, intentará moverse en una dirección y durante el siguiente semiperiodo en la dirección opuesta. El resultado es que la máquina permanece parada.

Motores de jaula de ardilla La mayor parte de los motores que funcionan con c-a de una sola fase tienen el rotor de tipo jaula de ardilla. Los rotores de jaula de ardilla reales son mucho más compactos y tienen un núcleo de hierro laminado. Los conductores longitudinales de la jaula de ardilla son de cobre y van soldados a las piezas terminales de metal. Cada conductor forma una espira con el conductor opuesto conectado por las dos piezas circulares de los extremos.

4.4FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR ELCETRICO DE CORRIENTE ALTERNA

Los motores de corriente alterna y los motores de corriente continua se basan en el mismo principio de funcionamiento, el cuál establece que si un conductor por el que circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción de un campo magnético, éste tiende a desplazarse perpendicularmente a las líneas de acción del campo magnético. Página 22


El conductor tiende a funcionar como un electroimán debido a la corriente eléctrica que circula por el mismo adquiriendo de esta manera propiedades magnéticas, que provocan, debido a la interacción con los polos ubicados en el estator, el movimiento circular que se observa en el rotor del motor. Partiendo del hecho de que cuando pasa corriente por un conductor produce un campo magnético, además si lo ponemos dentro de la acción de un campo magnético potente, el producto de la interacción de ambos campos magnéticos hace que el conductor tienda a desplazarse produciendo así la energía mecánica. Dicha energía es comunicada al exterior mediante un dispositivo llamado flecha.

4.5 MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE MOTORES ELECTRICOS DE C.A. El mantenimiento de los motores eléctricos constituye uno de los aspectos fundamentales para garantizar la óptima operatividad de los mismos, y por consiguiente, la confiabilidad del proceso productivo. Por tal motivo es muy importante que las actividades de mantenimiento preventivo, predictivo y correctivo. Los motores eléctricos por ser máquinas rotativas y generalmente de uso continuo, están propensos a sufrir desgastes en sus componentes mecánicos, especialmente en los rodamientos o cojinetes, los cuales merecen especial atención por parte del departamento de mantenimiento, y someterlos a un programa de mantenimiento rutinario. El material aislante es otro componente aún más importante, ya que si éste falla la máquina puede quedar inutilizada. Las fallas en el aislamiento de las máquinas eléctricas son producidas por degradación del material aislante debido a fatigas mecánicas y eléctricas, contaminación, temperatura y humedad.

U

na falla del material aislante produce fallas

incluso catastróficas en las máquinas eléctricas, por lo que es recomendable realizar el mantenimiento rutinario y preventivo en las mismas para minimizar las interrupciones no programadas de los procesos productivos.

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4.6

PROBLEMA

DEL

LOS

MOTORES

ELECTRICOS

DE

C.A.

ELECTRODOMESTICOS Como sabemos la utilización de motores electicos en casa esta presente todos los días en nuestra vida cotidiana que ni siquiera nos damos cuenta del gran uso que nos dan y cuales son sus problemas por que dejan de funcionar o tienen algunas fallas y aun que hay muchas fallas las que se pueden presentar en un motor motor nos adentraremos a las mas mas comunes que se presentan en los electrodomésticos, las cuales son; Problemas que se presentan el un motor eléctrico C.A.:

y

Deterioró por uso desmedido

y

Deficiencia del material.

y

Desgaste del rotor

y

Desgaste, pegadura, corrosión, por no dar mantenimiento del motor.

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CAPITULO 5 METODOLOGIA 5.1.- PREGUNTAS Encuesta referencial para el área de ingeniería electromecánica, con el objetivo de establecer un porcentaje sobre la familiarización de los alumnos con respecto al tema de motor eléctrico de CA.

1.- ¿Que es un motor eléctrico de corriente alterna?

2.- ¿Cómo funciona funciona un motor eléctrico eléctrico de corriente alterna? alterna?

3.- ¿Cuantos tipos tipos de motores eléctricos de CA existen? existen?

4.- ¿Cuáles son las partes principales de un motor eléctrico de CA?

5.- ¿Sabes a que se refiere el tiempo de vida de un aparato eléctrico?

6.- ¿Cada cuanto tiempo se debe de dar mantenimiento a un motor eléctrico de CA?

7.- ¿Por qué es importante el mantenimiento de un motor eléctrico?

8.- ¿Cuáles son las principales fallas de los motores eléctricos de CA?

10.- ¿Qué aparatos domésticos contienen motores eléctricos de CA? Página 25


5.2 TIPOS DE INVESTIGACION Tema: motores eléctricos monofásicos (CA) Condiciones actuales de la problemática. (Estadística) Los tipos de investigación investigación que realizamos realizamos en nuestro nuestro trabajo son documental y una pequeña parte de campo, que llevamos a cabo mediante preguntas. Los resultados que se obtengan no pueden inferirse al resto de los talleres eléctricos al nivel nacional. La falla en los motores eléctricos ha sido una de los principales problemas que se presentan en nuestros aparatos, y es la principal para el crecimiento de nuestra economía. El mantenimiento adecuado reduce notablemente el rendimiento de nuestros aparatos así como el consumo de la energía eléctrica. En el país existen diferentes factores de fallas en los motores como es la falta de mantenimiento en los aparatos, así como al mal uso del mismo.etc Por último la investigación de campo se llevo a cabo al plantear las preguntas que justifican nuestra investigación las cuales se realizaron a raíz del problema, afín de determinar las causas principales del rendimiento de los motores motores (CA) 120 volts. volts. Por lo que nuestro estudio es más estructurado para llegar a las recomendaciones necesarias para el buen funcionamiento de nuestros motores. motores. El resultado de este informe es presentar las aplicaciones de los motores eléctricos y las fallas que en ellos existen, pero debemos tener en cuenta que son conceptos que están íntimamente relacionados; Si no se conocen las fallas que se presentan en los motores eléctricos no se puede aplicar ningún plan de mantenimiento, lo que implica el mal funcionamientos de los mismo y no tendrían ninguna aplicación útil.

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5.3.- OBJETIVO GENERAL Desarrollar la implementación de acciones de prevención para los motores monofásicos de CA, utilizados en nuestro hogar para el buen funcionamiento, así como la obtención de un mejor rendimiento del mismo, eliminando fallas provocadas por falta de mantenimiento.

5.4.- OBJETIVOS ESPECIFICOS y

Investigar el promedio de vida de los motores CA, de uso domestico para obtener una relación de la utilización del mismo, estableciendo métodos correctivos a los motores eléctricos.

y

Determinar las consecuencias que se presentan en los motores por falta de mantenimiento mediante pruebas eléctricas a los motores eléctricos de corriente alterna.

y

Comparar y fomentar fomentar medidas y estrategias de prevención de los electrodomésticos electrodomésticos utilizados en el hogar.

y

Justificar la importancia del mantenimiento de los motores eléctricos, de la planeación y ejecución de los programas de mantenimiento que deben ser implementados en forma rutinaria a dichos equipos.

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5.5 Hipótesis de investigación En base a la investigación de nuestro tema ¨motores eléctricos de corriente alterna¨, hemos establecido las siguientes hipótesis de investigación con relación al objetivo general de involucrar y Poner el conocimiento a disposición de toda la carrera de Ing. Electromecánica así como del mantenimiento del mismo para un mayor rendimiento. Para ello se formulo las siguientes hipótesis: Se hizo una encuesta del tema motor eléctrica de CA a los grupos de segundo y sexto semestre, correspondiente a la carrera de ingeniería de electromecánica. HIPOTESIS 1 El 40 porciento o más del 40 porciento del grupo de segundo semestre de la carrera de ingeniería electromecánica es relacionado con el tema de motor eléctrico de CA. He1 = X  40% HIPOTESIS 2 El 60 porciento o más del 60 porciento del grupo de sexto semestre de la carrera de ingeniería electromecánica esta relacionado con el tema de motor eléctrico de CA. He2 = Y  60% HIPOTESIS 3 Por ende el grupo de sexto semestre semestre esta mas relacionado con el tema de motor motor eléctrico de CA, es decir más porcentaje del grupo conoce acerca del tema. He3 = Y > X

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CAPITULO 6 RESULTADOS 6.1RESULTADOS Y CONCLUSIONES DE LAS HIPOTESIS

Las encuestas aplicadas a los grupos de la carrera de ingeniería de electromecánica nos aventaron a las siguientes conclusiones: He1 = X  40% Resultado: He1 = X  % hipótesis comprobada en positivo. He2 = Y  60% Resultado: He2 = Y  % hipótesis positiva. He3 = Y > X Resultado: He3 = Y > X hipótesis positiva. Conclusiones: 1.- Los alumnos del sexto semestre de la carrera de Ing. Electromecánica están más relacionados al tema en cuestión que los alumnos de segundo semestre. 2.- Dada la conclusión anterior se debe principalmente a la experiencia que tienen los alumnos de sexto semestre en comparación con los de segundo semestre en su nivel profesional y probablemente en su competencia laboral de que tienen algunos alumnos de sexto semestre. 3.- Es por lo anterior que el objetivo de esta investigación es fundamental para su aplicación por que el conocimiento del tema de motor eléctrico eléctrico de CA es importante importante para cualquier nivel de la la carrera de Ing. Electromecánica es por ello ello que es importante inculcar el conocimiento de este tema desde le primer nivel de la carrera, para ello esta investigación. Página 29


CAPITULO 7 ANALIZIS DE RESULTADOS 7.1 ANALIZIS DE RESULTADOS (GRAFICAS) RESULTADOS Por medio de las sig uientes graficas se darán a conocer l os diferentes resultados de la encuesta sobre los motores eléctricos de corriente alterna, aplicada a los alumnos de segundo y sexto semestre de la carrera de electromecánica.

Alumnos de 2do semestre

10% 30%

20%

7 aciertos 6 aciertos

15%

25%

4 aciertos 2 aciertos 1 acierto

Por medio de esta grafico de pastel, pastel, podemos ver que fue un bajó porcentaje de alumnos con respuestas acertadas y nos da una idea del nivel de conocimiento sobre motores eléctricos que tiene un alumno que va empezando su carrera universitaria.

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alumnos 6 5 4 3 2 1 0 1 aciert.2 aciert.3 aciert.4 aciert,5 aciert.6 aciert.7 aciert. En este grafico de barras obtenemos el mismo resultado solo que nos da el total de alumnos que se les aplico la encuesta realizada sobre los motores eléctricos de corriente alterna. Alumnos de 6to semestre

15% 9 aciertos

50%

20% 15%

8 aciertos 7 aciertos 6 aciertos

Por medio de este grafico de pastel, podemos observar que hubo un mayor porcentaje de aciertos esto nos dice que los alumnos de sexto semestre tienen un mejor conociendo acerca de los motores eléctricos de corriente alterna esto se debe a las materias que se les fueron aplicando acorde fueron subiendo de nivel en las que destacan: electricidad y magnetismo, análisis y síntesis de mecanismos, maquinas y equipos térmicos y m aquinas eléctricas.

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alumnos

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 aciert.aciert.aciert.aciert.aciert.aciert.aciert.aciert.aciert.

En esta grafica de pastel señalamos que fue la misma cantidad de alumnos a los que se les aplico la encuesta y como se puede observar todos los alumnos tuvieron un buen conocimiento sobre este tema de motores eléctricos de corriente alterna. Aplicando un análisis a la encuesta realiza nos damos cuenta que el nivel de conociendo sobre el tema de motores eléctricos de una al umno de de segundo semestre es menor que el de un alumno de sexto semestre esto se debe a que los alumnos de sexto semestre cuenta con algunas materias dedicadas a estudiar los motores eléctricos así como también saber como funciona y las partes que los compones entre otras cosas, en cambio un alumno de segundo seg undo semestre no cuenta con estos conocimiento debido a que nunca a investigado o estudiado un motor eléctrico de corriente alterna ya que sus materias i mpartidas todavía no requieren que obtengan ese conociendo. Sin embargo fue un resultado favorable ya que lo0s alumnos de segundo semestre demuestran que están en la carrera correcta ya que aunque no se les han impartido materias que les hable sobre un motor eléctrico o su funcionamiento, estos traen un conociendo superficial pero saben lo que es un motor eléctrico y algunas de sus partes esto quiere decir que les interesa estudiar este tipo de maquinas cotidianas como lo son los motores eléctricos de corriente alterna.

Esta encuesta sirvió para que nos diéramos cuenta que los niveles superiores como son los alumnos de sexto semestre no dominan bien el funcionamiento de una maquina tan cotidiana como lo es el motor eléctrico eléctrico de corriente corriente alterna, sin embargo embargo cuentan cuentan con el suficiente suficiente conocimiento conocimiento para aplicar y saber cuales son las fallas de un motor eléctrico y así poder corregir esa falla.

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CAPITULO 8 CONCLUCIONES Al abordar la investigación

sobre los motores motores monofásicos de CA 120 volts nos

encontramos con diversos temas que es preciso preciso plantear, ocupando un desarrollo desarrollo destacado de de lo que son y los principales tipos de motores monofásicos eléctricos. La observación del funcionamiento de los motores eléctricos permite una generalización detallada de las las principales principales partes del motor que estan expuestas teóricamente, por lo cual es importante importante destacar que nuestra tesis está basada en las estrategias preventivas del rendimiento de los motores eléctricos. La combinación de métodos preventivos logra un enfoque más eficiente en el rendimiento de un motor así como su periodo de vida dentro de lo especificado por los inventores. Es importante mantener mantener un periodo en el cual los los motores deben recibir un mantenimiento. mantenimiento. Los factores de fallas en los motores es muy difícil de omitir omitir porque son muy variadas pero si se logra un cuidado adecuado, se puede eliminar grandes gastos económicos en nuestra economía, lo cual generaría un desarrollo importante en nuestro país. En general los motores monofásicos CA son fáciles de conocer ya que todos los electrodomésticos utilizados en nuestro hogar, por lo que en nuestra investigación hablamos de métodos preventivos, al optimizar nuestros aparatos logramos un desarrollo muy competitivo lo cual genera más tecnología y desarrollo. En la fase de justificar justificar nuestra nuestra investigación, obtuvimos resultados muy ciertos para nuestra carrera ya que hicimos hicimos una serie de encuestas logrando con ello una hipótesis del nivel intelectual intelectual de los los conocimientos en nuestra área eléctrica eléctrica por lo lo que sugerimos sugerimos un mayor enfoque. y

U

na vez concluida la investigación se considera interesante investigar sobre otros

aspectos relacionados con los los mecanismos fundamentales de los los motores eléctricos monofásicos:

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y

Comprar aparatos de marcas reconocidos para evitar fallas de fábrica generando un rendimiento mejor mejor en el uso mismo. mismo.

y

Leer cuidadosamente el cuidado de motor y las advertencias que puedan dañar dañar el motor y bajo qué condiciones condiciones se puede trabajar.

y

Es importante tener un manual en el cual se pueda orientar las partes indispensables y las que requieren requieren una prevención constante, asiendo del motor una maquina segura y eficiente.

y

Como punto final final recomendamos ser mas consientes de la la utilización utilización de nuestros recursos de energías ya que no es fácil fácil obtenerlas, modernizando modernizando nuestros aparatos electrodomésticos mediante planes planes rutinarios por los los cuales se haga un diagnostico detallado de todo el motor y de las posibles fallas presentes, es muy importante ser consiente delo que tenemos a la la mano y los los cuidados que requieren Acudir a talleres reconocidos para el mantenimiento de nuestros nuestros aparatos electrodomésticos, electrodomésticos, el personal debe estar capacitado para la realización del mantenimiento.

y

Por último es muy importante mantener la rutina de los periodos de prevención y diagnóstico, así como la limpieza del lugar donde se encuentra el aparato.

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CAPITULO 9 BIBLIOGRAFIA http://www.monografias.com/trabajos61/motor-induccion-monofasico/motor-induccionmonofasico.shtml

http://www.skf.com/portal/skf/home/industries?contentId=0.094868.867338.867339.86734 2.867344&lang=es

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_el%C3%A9ctrico

http://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtml

http://www.portalplanetasedna.com.ar/motor_electrico.htm

http://www.dliengineering.com/vibman-spanish/motoreselctricosacorrientealternaca.htm

http://www.monografias.com/trabajos-pdf/motores-corriente-alterna/motores-corrientealterna.pdf

http://www.enreparaciones.com.ar/electricidad/motor_elect.php

http://www.nichese.com/motor.html Página 35


CAPITULO 10 CUESTIONARIO COMPLEMENTARIO Y ANEXOS

MOTOR ELÉCTRICO DE CORRIENTE ALTERNA MONOFASICO

TALLER DE REPARACION DE MOTORES Y BONBAS

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COMO SE ENBOBINA U

N MOTOR

MICHEL FARADAY

DINAMO DE FARADEY

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1._ ¿ES NECESARIO CONOCER LOS MOTORES ELECTRICOS DE CORRIENTE ALTERNA? 2._¿QUE APRENDISTE DE LA LECTURA DE ESTA INVESTIGACION? 3._¿LA IMPORTANCIA DEL CONOCIMIENTO SOBRE MOTORES ELECT C.A.? 4._¿ QUE TANTA IMPORTANCIA TIENE EL CONOCER ALGO SOBRE LOS MOTORES DE C.A. 5._¿CUANTOS APARATOS ELECTRODOMESTICOS CONOCES QUE CONTENGAN MOTORES DE C.A.?

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MOTORES ELECTR. CA

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