MOTOR ELECTRICO: 2015

jueves, 3 de diciembre de 2015

PORTADA

Motor Eléctrico

Integrante:

Andrés David Guancha

Institución Educativa Colegio Genaro León

Área: física

Grado: 11-4

Guachucal-Nariño

2015

miércoles, 25 de noviembre de 2015

SUBPORTADA

Motor Eléctrico

Integrante:

Andrés David Guancha

Docente

Esp. Raúl Termal

Institución Educativa Colegio Genaro León
Área: física

Grado: 11-4

Guachucal-Nariño

2015

El motivo de este trabajo lo hemos desarrollado con el fin de dar a conocer mas acerca del funcionamiento de un motor eléctrico, y de las diferentes leyes y temáticas físicas que se aplican en el mismo.

Ademas sirve como base de estudio y conocimiento para futuras generaciones que deseen ampliar mas su conocimiento acerca de este tema que es muy importante hoy en día.

Toda esta investigación la realizamos en diferentes lugares con el objetivo principal de manifestar afondo la importancia que tiene un motor eléctrico para la humanidad.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Dar a conocer al grado 11-4 el funcionamiento de un motor eléctrico en las que se compone las leyes de faraday y la ley de lenz.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Conformar el equipo de trabajo.

El tema que escogimos es el motor eléctrico.

Investigar el tema que nos ha correspondido exponer.

Dar a conocer las partes de un motor eléctrico.

Explicar el funcionamiento de un motor eléctrico.

Averiguar y analizar sobre el campo magnético.

Realizar la exposición con sus diferentes leyes.

VÍDEO DE FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR ELECTRICO

VÍDEO 1

VÍDEO 2

MARCO TEORICO

PARTES DEL MOTOR ELÉCTRICO

El motor eléctrico es un aparato que transforma la energía eléctrica en energía mecánica también es una maquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía mecánica mediante interacciones electromagnéticas.

El principio de un motor eléctrico es muy sencillo al aplicar diferencia de potencial a este aparato, se utiliza un campo magnético para que se haga girar un núcleo que se tiene en el centro de este ya que así con este movimiento estamos transformando energía eléctrica en energía mecánica.

Como todas las máquinas eléctricas, un motor eléctrico está constituido por un circuito magnético y dos eléctricos, uno colocado en la parte fija (estator) y otro en la parte móvil (rotor).

Estator

Constituye la parte fija del motor. El estator es el elemento que opera como base, permitiendo que desde ese punto se lleve a cabo la rotación del motor. El estator no se mueve mecánicamente, pero si magnéticamente. Existen dos tipos de estatores:

a) Estator de polos salientes

b) Estator ranurado

El estator está constituido principalmente de un conjunto de láminas de acero al silicio (se les llama “paquete”), que tienen la habilidad de permitir que pase a través de ellas el flujo magnético con facilidad; la parte metálica del estator y los devanados proveen los polos magnéticos. Los polos de un motor siempre son pares (pueden ser 2, 4, 6, 8, 10, etc.,), por ello el mínimo de polos que puede tener un motor para funcionar es dos (un norte y un sur).

Rotor

Constituye la parte móvil del motor. El rotor es el elemento de transferencia mecánica, ya que de él depende la conversión de energía eléctrica a mecánica. Los rotores, son un conjunto de láminas de acero al silicio que forman un paquete, y pueden ser básicamente de tres tipos:

a) Rotor ranurado

b) Rotor de polos salientes

c) Rotor jaula de ardilla

Bobinado

Un motor monofásico (motor de inducción) tiene dos grupos de devanados en el estator: el primer grupo, se conoce como el devanado principal o devanado de trabajo; el segundo, se le conoce como devanado auxiliar o de arranque. Estos dos devanados se conectan en paralelo entre sí, el voltaje de línea se aplica a ambos al energizar el motor.

Los dos devanados difieren entre sí física y eléctrica mente. El devanado de trabajo está formado de conductor grueso y tiene más espiras que el devanado de arranque, éste, generalmente se aloja en la parte superior de las ranuras del estator, en tanto que el de trabajo se aloja en la parte inferior. El devanado de arranque tiene menos espiras de una sección delgada o pequeña de conductor.

Carcasa

La carcasa es la parte que protege y cubre al estator y al rotor, el material empleado para su fabricación depende del tipo de motor, de su diseño y su aplicación. Así pues, la carcasa puede ser:

a) Totalmente cerrada

b) Abierta

c) A prueba de goteo

d) A prueba de explosiones

e) De tipo sumergible

Base

La base es el elemento en donde se soporta toda la fuerza mecánica de operación del motor, puede ser de dos tipos:

a) Base frontal b) Base lateral

Caja de Conexiones

Por lo general, en la mayoría de los casos los motores eléctricos cuentan con caja de conexiones. La caja de conexiones es un elemento que protege a los conductores que alimentan al motor, resguardándolos de la operación mecánica del mismo, y contra cualquier elemento que pudiera dañarlos.

Cojinetes

Contribuyen a la óptima operación de las partes giratorias del motor. Se utilizan para sostener y fijar ejes mecánicos, y para reducir la fricción, lo que contribuye a lograr que se consuma menos potencia. Los cojinetes pueden dividirse en dos clases generales:

a) Cojinetes de deslizamiento: Operan basándose en el principio de la película de aceite, esto es, que existe una delgada capa de lubricante entre el eje y la superficie de apoyo.

b) Cojinetes de rodamiento: Se utilizan preferentemente en lugar de los cojinetes de deslizamiento por varias razones:

• Tienen un menor coeficiente de fricción, especialmente en el arranque.

• Son compactos en su diseño

• Tienen una alta precisión de operación.

• No se desgastan tanto como los cojinetes de tipo deslizante.

• Se remplazan fácilmente debido a sus tamaños estándares

Placa de Características

Cada motor debe contar con una placa de características, en idioma español, fácilmente visible y firmemente sujeta al motor con remaches del mismo material que las placas. Deben ser de acero inoxidable, la pintura del motor no debe cubrirlas, la información debe ser grabada en el metal de las placas de tal manera que pueda ser leída aunque desaparezcan la coloración e impresiones de superficie.

FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR ELECTRICO

FUNCIONAMIENTO MOTOR ELÉCTRICO

Un motor eléctrico es un dispositivo que funciona con corriente alterna o directa y que se encarga de convertir la energía eléctrica en movimiento o energía mecánica.

Bases de un motor eléctrico

Todo motor se basa en la idea de que el magnetismo produce una fuerza física que mueve los objetos. En dependencia de cómo uno alinee los polos de un imán, así podrá atraer o rechazar otro imán.

En los motores se utiliza la electricidad para crear campos magnéticos que se opongan entre sí, de tal modo que hagan moverse su parte giratoria, llamado rotor.

En el rotor se encuentra un cableado, llamado bobina, cuyo campo magnético es opuesto al de la parte estática del motor.

El campo magnético de esta parte lo generan imanes permanentes, precisamente la acción repelente a dichos polos opuestos es la que hace que el rotor comience a girar dentro del estator.

Si el mecanismo terminara allí, cuando los polos se alinearan el motor se detendría. Por ello, para que el rotor continúe moviéndose es necesario invertir la polaridad del electroimán.

Tipos de motor

La clasificación de los motores eléctricos depende de la fuente de electricidad que se suministre. La mayoría de estos funcionan con corriente alterna (AC), la que cambia la dirección del flujo muchas veces en un segundo.

Las áreas de polaridad positiva y negativa en el electroimán se revierten y alternan, lo que mantiene el eje girando.

También existen los motores que trabajan con corriente continua (DC). Estos obtienen la electricidad de un batería.

Para lograr el proceso de inversión poseen una pieza llamada conmutador que alterna dentro del electroimán la dirección de la corriente, una suerte de alternancia artificial, y cambia la polaridad del campo magnético.

Los motores de DC son más primitivos que los de AC, pero pueden ser muy útiles en contextos donde no haya una fuente de corriente alterna.

CAMPO MAGNETICO

CAMPO MAGNÉTICO

Los campos magnéticos son producidos por cualquier carga eléctrica en movimiento y el momento magnético intrínseco de las partículas elementales asociadas con una propiedad cuántica fundamental, su espín. En la relatividad especial, campos eléctricos y magnéticos son dos aspectos insurreccionados de un objeto, llamado el tensor electromagnético. Las fuerzas magnéticas dan información sobre la carga que lleva un material a través del efecto Hall. La interacción de los campos magnéticos en dispositivos eléctricos tales como transformadores es estudiada en la disciplina de circuitos magnéticos.

FUERZA DE LORENTZ

Entre las definiciones de campo magnético se encuentra la dada por la fuerza de Lorentz. Esto sería el efecto generado por una corriente electrica o un iman, sobre una región del espacio en la que una carga eléctrica puntual de valor (q), que se desplaza a una velocidad, experimenta los efectos de una fuerza que es perpendicular y proporcional tanto a la velocidad (v) como al campo (B). Así, dicha carga percibirá una fuerza descrita con la siguiente ecuación.

$\mathbf{F} = q\mathbf{v} \times \mathbf{B}$

Donde F es la fuerza magnética, v es la velocidad y B el campo magnético, también llamado inducción magnética y densidad de flujo magnético. (Nótese que tanto F como v y B son magnitudes vectoriales y el producto vectorial tiene como resultante un vector perpendicular tanto a v como a B). El módulo de la fuerza resultante será:

$|\mathbf{F}| = |q||\mathbf{v}||\mathbf{B}|\cdot \mathop{\sen} (\theta)$

LEYES PRINCIPALES

LEY DE LENZ

La ley de Lenz para el campo electromagnético relaciona cambios producidos en el campo eléctrico en un conductor con la variación de flujo magnético en dicho conductor, y afirma que las tensiones o voltajes inducidos sobre un conductor y los campos eléctricos asociados son de un sentido tal que se oponen a la variación del flujo magnético que las induce.

La polaridad de una tensión inducida es tal, que tiende a producir una corriente, cuyo campo magnético se opone siempre a las variaciones del campo existente producido por la corriente original.

El flujo de un campo magnético uniforme a través de un circuito plano viene dado por:

$\Phi = \mathbf{B} \cdot \mathbf{S} = B S \cos{\alpha},$

donde:

\Phi

= Flujo magnético. La unidad en el SI es el weber (Wb).

\mathbf{B}

= Inducción magnética. La unidad en el SI es el tesla (T).

S

= Superficie definida por el conductor.

\alpha

= Ángulo que forman el vector

S

perpendicular a la superficie definida por el conductor y la dirección del campo.

Si el conductor está en movimiento el valor del flujo será:

$\Phi = \int_S B \cos{\alpha} dS$

A su vez, el valor del flujo puede variar debido a un cambio en el valor del campo magnético:

d\Phi = dB \cdot S \cdot \cos(\alpha).

LEY DE FARADAY

La ley de inducción electromagnética de Faraday establece que el voltaje inducido en un circuito cerrado es directamente proporcional a la rapidez con que cambia en el tiempo el flujo magnético que atraviesa una superficie cualquiera con el circuito como borde:

$\oint_C \vec{E} \cdot \vec{dl} = - \ { d \over dt } \int_S \vec{B} \cdot \vec{dA}$

Donde

\vec{E}

es el campo eléctrico,

d\vec{l}

es el elemento infinitesimal del contorno C,

\vec{B}

es la densidad de campo magnético y Ses una superficie arbitraria, cuyo borde es C. Las direcciones del contorno C y de

\vec{dA}

están dadas por la regla de la mano derecha

Esta ley fue formulada a partir de los experimentos que Michael Faraday realizó en 1831. Esta ley tiene importantes aplicaciones en la generación de electricidad.

MOTOR ELECTRICO