Generador Electrico PDF

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Protocolo sobre la creación de un generador eléctrico a base de una bicicleta....

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Nombre de la práctica: “GENERADOR ELÉCTRICO” Planteamiento del problema: Hoy en día el medio en el que vivimos se encuentra en decadencia, puesto que la energía que día a día utilizamos en mayor cantidad es la eléctrica, y aunque pareciere inofensiva, contamina miles de ríos, miles de hectáreas (terrenos) son talados para instalar torres eléctricas que suministran a todas las ciudades de todos los países con esta energía. Actualmente miles de proyectos y de ideas para reducir la contaminación que provocan el consumo y desarrollo de la energía eléctrica están en marcha, entre ellos la utilización de celdas solares que transforman la energía solar y la convierten en eléctrica. El punto de nuestro proyecto es hacer consciencia más que nada en el cuidado ambiental, aplicando los conocimientos vistos previamente en clases de física. Ante esta situación nos surgen las siguientes dudas: ¿Cómo podemos innovar y a la vez reducir la contaminación?, ¿Podemos convertir la energía cinética en energía eléctrica?, ¿Será realmente viable un generador eléctrico? Marco Teórico: A medida que el hombre aprendió acerca de la electricidad, por medio de la observación fue capaz de identificar los principios para generarla. Un generador eléctrico es un aparato capaz de mantener una diferencia de cargas eléctricas entre dos puntos (es decir, voltaje), transformando otras formas de energía en energía mecánica y posteriormente en una corriente alterna de electricidad (aunque esta corriente alterna puede ser convertida a corriente directa con una rectificación). Para construir un generador eléctrico se utiliza el principio de “inducción electromagnética” descubierto por Michael Faraday en 1831, y que establece que si un conductor eléctrico es movido a través de un campo magnético, se inducirá una corriente eléctrica que fluirá a través del conductor. Debido a que una de los elementos fundamentales de la materia es precisamente la carga electromagnética compuesta de un campo magnético y un campo eléctrico asociado al movimiento de las partículas. Un generador utiliza bosones del campo magnético para energizar cinéticamente electrones y provocar una interacción con otros electrones, que tiene como consecuencia la generación de la corriente eléctrica y un voltaje. Al manipular una fuerza electromagnética se puede inducir el desplazamiento o movimiento de electrones, y como consecuencia se producirá una corriente eléctrica. Desde un punto de vista eléctrico, los componentes de un generador son un campo magnético, y un objeto que rota en las inmediaciones de dicho campo magnético, y que conduce la electricidad “generada” hacia un circuito. Los componentes de un generador desde el punto de vista mecánico son: (1) Estator, que es una armadura metálica en reposo recubierta por alambres de cobre que forman un circuito. (2) Rotor, que es un eje que rota dentro del estator impulsado por una turbina. Este rotor en su parte más externa tiene un electroimán alimentado por una corriente eléctrica pequeña. Al girar el rotor a grandes velocidades gracias a una energía mecánica externa proveniente de una turbina, se producen corrientes en los hilos de cobre del estator. Las turbinas aprovechan las fuentes de energía externa, transformándolas en energía mecánica, que a su vez es la que se utiliza para transformarla en energía eléctrica. Un generador que gira a 1000 rotaciones por minuto puede producir una corriente de 1 ampere, el número de electrones moviéndose (1 amp es igual a 6.24 x 10 18 electrones moviéndose por un alambre por segundo), con un voltaje de 6 voltios. 1

Todas las plantas de energía tienen turbinas y generadores. Algunas turbinas son alimentadas por viento, agua, vapor proveniente de la Tierra o de la combustión de biomasa, energías fósiles y otras formas de energía. La electricidad producida por un generador cuando fluye a través de los cables de transmisión que unen las plantas de energía hacia los hogares, industria y escuelas. Para generar esta energía a gran escala, se instalan centrales eléctricas con plantas eléctricas complejas. Un gran problema de la energía solar y la energía eólica es que aunque, son energías limpias y renovables, presentan el mismo problema: están a expensas de un recurso natural que no se puede controlar, cuándo sale el sol y cuándo hay viento es algo que no está en nuestras manos. Esto fue lo que nos llevó a buscar un recurso natural, renovable, limpio y barato que estuviera a nuestra disposición cuando lo necesitáramos, algo que podamos controlar, y la respuesta fue la energía humana, o como yo lo llamo “bio-energía”, energía creada por organismos biológicos. Este manual tiene el propósito de enseñar a construir un generador que trasforma la energía mecánica que puede producir cualquier persona común pedaleando una bicicleta en energía eléctrica, útil para usarla en cualquier aparato eléctrico de la vida diaria. Con sólo 20 minutos de pedaleo tendremos una carga completa de nuestra batería esto nos ayudará a disminuir nuestro recibo de luz y a transformar esas calorías que tengamos de más en algo más provechoso.

Funcionamiento: El funcionamiento de este generador, es muy similar al de cualquier otro generador, es decir: 1. Se genera un tipo de energía, en este caso mecánica, a través del pedaleo de una persona en la bicicleta 2. Esta energía es transformada por un alternador en energía eléctrica 3. Esta energía se almacena en una o más baterías 4. Por último, es trasformada por medio de un inversor a corriente alterna para poder ser usada por nuestros aparatos comunes. Es el mismo principio que usan los vehículos para generar energía. Es realmente así de sencillo, el objetivo de este manual es enseñarte a construir y aprovechar cada uno de los pasos que vas a llevar a cabo. Los 4 componentes principales del generador eléctrico casero son: •Alternador o generador de bajas revoluciones •Batería (puede ser una común de carro o especial para energías renovables) •Inversor DC-AC •Bicicleta Fija Material Necesario descripción y función:  Alternador: El alma de este generador eléctrico casero es el alternador o generador, podrían preguntarse ¿por qué un alternador en vez de un motor? El alternador es un dispositivo relativamente barato, fácil de conseguir y está diseñado para generar energía eléctrica, lo que nos beneficia en mucho, ya que no tendremos que hacerle cambios o mantenimientos futuros, es por eso que un alternador es ideal para nuestro proyecto.  Batería: La batería que ocuparás en realidad puede ser cualquier batería de coche nueva o vieja, solo necesitamos que sea de 12 volts.  Inverso DC/AC: El inversor es un dispositivo capaz de convertir la corriente directa que entrega nuestra batería en corriente alterna que utilizan nuestros aparatos 2

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domésticos, es decir de DC 12 volts la trasforma a AC 127 v. Bicicleta: La bicicleta será la que nos suministrará la engría mecánica para poder convertirla a eléctrica, esta bicicleta puede ser cualquier bicicleta estática. Una vez que tengamos nuestra bicicleta estática, hay que hacerle unas sencillas modificaciones para adaptarla a nuestro generador.

Objetivo:  Generar energía eléctrica, a través de energía cinética.  Promover la no contaminación, y la innovación para ayudar al medio ambiente y para crear fuentes alternas ecológicas que además ayuden a la buena y adecuada salud personal. Hipótesis: Entre mayor sea la cantidad de pedaleos, mayor será la energía eléctrica que se va a generar. Además intervendrán factores como la fuerza en piernas, potencia en las piernas y la velocidad con la que los pedaleos se lleven a cabo. Plan de Investigación Tipo de investigación: Experimental Lugar: Instrumentos de Investigación: Por favor mencionen solo el instrumento(s) que utilizaron Internet Bibliografías Entrevistas Documentales Videos Software Procedimiento-Construcción: Una vez que se tengan todos los materiales, se procede al armado: Para empezar, le colocaremos las patitas de hule con los tornillos para madera ala tabla que será la base de la caja que va a contener nuestro generador. Es bueno saber dónde va a ir cada cosa, para esto colocaremos sobre la tabla de madera los componentes de la forma que más nos guste y sea funcional, recordemos que el alternador debe estar libre para colocarle la banda. Una vez elegida la ubicación de cada dispositivo hay que fijarlos. 3

La batería por su mismo peso tiende a quedarse estática así que no es necesario fijarla, de cualquier manera si se desea se puede hacer con algunas tiras de plástico y atornillarlas a la base de madera. El inversor se puede fijar con las mismas tiras y los tornillos. Finalmente el alternador necesita estar muy bien fijado, dependiendo del alternador que hayamos escogido es la forma como lo fijaremos. Para esto hay que conseguir unas barras de aluminio o algún metal que se pueda moldear, para así hacerle una especie de abrazadera al alternador y colocar tantas abrazaderas como sea necesario, el punto es que este no se mueva. Con todo fijo podremos cerrar nuestro generador con las tapas de madera, al ser estas de madera ligera es muy fácil cortarlas para dejar las entradas de aire o las conexiones hacia el inversor. También tendremos que colocar un apagador y un voltímetro para monitorear nuestra batería, para esto podemos hacer un hoyo a las paredes y colocarlo donde más nos guste, al igual que el apagador, esta parte se hace con el ingenio y gusto de cada quien. Terminada nuestra caja se deberá ver algo parecida a la foto. Lo último serán las conexiones, para que sea más fácil entenderlas las ilustrare en el siguiente diagrama. Material, equipo: Para la construcción de nuestro generador necesitaremos los siguientes materiales: •Tabla de madera para la base de la caja, que sea madera resistente preferentemente de 2 cm de espesor y de 40 x 25 cm. •Tapas de madera para que nuestro generador se vea bien, pueden ser hojas de triplay o alguna otra madera económica. •Patas de goma para la base de madera •Tornillos para madera •Clavos para madera. •Apagador cola de rata •Voltímetro •Cables (de cobre calibre 12) – llamados también cables para batería de carro •Banda (ancho depende del alternador y bicicleta que se tengan) •Bornes para baterías •Herramientas, martillo, desarmador y taladro, segueta, flexómetro 

Batería de carro 12v

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Inversor DC/AC

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Bicicleta estática

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Alternador 4

Primeros avances: Debido a nuestro interés por querer ejemplificar un generador eléctrico hemos decidido buscar imágenes de cómo queremos que quede nuestro generador para el final del año.  Con base en nuestro objetivo hemos buscado varios diagramas en los cuales apoyarnos para lograr que quede el proyecto.  Aún no contamos con la batería de carro, sin embargo ya contamos con la bicicleta que es nuestra primera fuente de energía para la generación de energía eléctrica. Materiales sencillos como clavos y tornillos son fáciles de conseguir, necesitaremos desarmadores y varios tipos de herramientas. Aún no sabemos si utilizar una bicicleta estática o una de montaña, solo es cuestión de conectar los circuitos para que se nos haga más fácil, pero podríamos experimentar con ambas y si vemos que no funciona pasar a otra, aún tenemos tiempo. 

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El alternador es un dispositivo relativamente barato, fácil de conseguir y está diseñado para generar energía eléctrica, lo que nos beneficia en mucho, ya que no tendremos que hacerle cambios o mantenimientos futuros, es por eso que un alternador es ideal para nuestro proyecto.

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En si serán 4 los recursos que necesitaremos, la bicicleta, la batería de 12 voltios, el alternador y el inverso AC/DC. Sin embargo tenemos que poner empeño de nuestra parte para el armado y la prueba de cada una de las partes y ver la cantidad de calor, temperatura y energía eléctrica que se vendrá manejando en este entonces.

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La batería de 12 V obtenida de un carro se puede utilizar para dar el suministro básico de energía que requerirá la bicicleta para generar energía eléctrica a partir de energía cinética. Con esto podremos calcular distinto número de variables para llegar a resultados específicos.

Manejo y disposición de desechos:  Seguiremos las normas establecidas. Bibliografía:  https://es.scribd.com/doc/232176638/05-Manual-Generador-Electrico-conBicicleta-pdf  http://www.artinaid.com/2013/04/que-es-un-generador-electrico/  León Trueba, A. (2000). Introducción a la Física y a la Química(1 ed., Vol. 1, pp. 68-77). D.F., México: Ana Isabel León Trueba.

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