ESCUELA PREPARATORIA NO. 2 DEL ESTADO DE CHIAPAS
FISICA IV
“CARGADOR DE BATERIA MANUAL”
EQUIPO NO. 3
TUXTLA GUTIERREZ CHIAPAS; 9 DE JUNIO 2014 OBJETIVO.
Demostrar cómo se puede cargar una batería mediante un generador de corriente alterna.
Disminuir la cantidad de volts que se necesitan usando una dinamo de mayor potencia.
Rectificar una corriente alterna en corriente continua.
Cargar la batería de un teléfono, usando una palanca como fuerza.
INTRODUCCION. Hay dos tipos de corrientes eléctricas: corriente alterna (CA) y corriente continua (CC). Hay varias diferencias importantes entre estos dos tipos de corrientes. La corriente alterna (CA) es aquella en que la que la intensidad cambia de dirección periódicamente en un conductor como consecuencia del cambio periódico de polaridad de la tensión aplicada en los extremos de dicho conductor. La característica principal de una corriente alterna es que durante un instante de tiempo un polo es negativo y el otro positivo, mientras que en el instante siguiente las polaridades se invierten tantas veces como ciclos por segundo o Hertz posea esa corriente. No obstante, aunque se produzca un constante cambio de polaridad, la corriente siempre fluirá del polo negativo al positivo, tal como ocurre en las fuentes de FEM que suministran corriente directa. La corriente directa (CD) o corriente continua (CC) es aquella cuyas cargas eléctricas o electrones fluyen siempre en el mismo sentido en un circuito eléctrico cerrado, moviéndose del polo negativo hacia el polo positivo de una fuente de fuerza electromotriz (FEM), tal como ocurre en las baterías, las dinamos o en cualquier otra fuente generadora de ese tipo de corriente eléctrica. La corriente continua la producen las baterías, las pilas y las dinamos. Entre los extremos de cualquiera de estos generadores se genera una tensión constante que no varía con el tiempo, por ejemplo si la pila es de 12 voltios, todo los receptores que se conecten a la pila estarán siempre a 12 voltios (a no ser que la pila este gastada y tenga menos tensión).
Entonces, ¿cuál es la diferencia? En la electricidad de corriente continua, la carga fluye en una sola dirección. En CA, la corriente cambia la dirección en varias ocasiones.
¿Cómo se usan? La CC fue la primera electricidad comercial disponible, pero la electricidad de CA proporciona actualmente act ualmente la mayor f uente de alimentación alimentac ión interna. La electricidad elect ricidad de corriente continua en la actualidad es la más comúnmente utilizada en las baterías, las células solares, y los usos de baja tensión.
¿Puedes transformar CC a CA e inverso? Muchos
sistemas
de
potencia
utilizan
tanto
la
CC
y
la
CA,
utilizando
sistemas especiales para transformar de una a la otra. Se utiliza un inversor para convertir corriente continua a corriente alterna. Para convertir corriente alterna a corriente continua, se utiliza un rectificador. Un rectificador permite que la corriente fluya en una dirección, pero no de vuelta a la otra.
La dinamo Es un generador eléctrico destinado a la transformación de flujo magnético en electricidad mediante el fenómeno de la inducción electromagnética, generando una corriente continua.
El rectificador Tipo de circuito destinado a convertir la corriente alterna (ca) en corriente continua (cc), los cuales son ampliamente utilizados en la industria para alimentar motores de corriente continua de altas potencia, así como; su uso en los equipos electrodomésticos para la alimentación de sus diferentes circuitos. Su componente fundamental para diseñarlos son los diodos rectificadores.
El condensador
Básicamente un condensador es un dispositivo capaz de almacenar energía en forma de campo eléctrico. Está formado por dos armaduras metálicas paralelas (generalmente de aluminio) separadas por un metal dieléctrico.
Va a tener una serie de características tales como capacidad, tensión de trabajo, tolerancia
y
polaridad,
que
debemos
aprender a distinguir. Aquí a la izquierda vemos esquematizado un condensador, con las dos láminas = placas = armaduras y el dieléctrico entre ellas. En
la
versión
más
sencilla
del
condensador, no se pone nada entre las armaduras y se las deja con una cierta separación, en cuyo caso se dice que dieléctrico es el aire.
El regulador El propósito de un regulador de voltaje es mantener el voltaje en un circuito relativamente cerca de un valor deseado. Son uno de los componentes electrónicos más comunes, ya que las fuentes de alimentación con frecuencia producen corrientes que, sin el regulador, dañarían alguno de los componentes en el circuito. Estos dispositivos tienen una variedad de funciones específicas, dependiendo de su aplicación particular.
MARCO TEORICO. Carga eléctrica: La carga eléctrica eléctr ica es la cantidad de electr icidad almacenada en un un cuerpo. Los átomos de un cuerpo son eléctricamente neutros, es decir la carga negativa de sus electrones se anula con la carga positiva de sus protones. Podemos cargar un cuerpo positivamente (potencial positivo) si le robamos electrones a sus átomos y podemos cargarlo negativamente (potencial negativo) si le añadimos electrones.
Corriente eléctrica: Se denomina corriente eléctrica al flujo de carga eléctrica a través de un material sometido a una diferencia de potencial. Históricamente, se definió como un flujo de cargas positivas y se fijó el sentido convencional de circulación de la corriente como un flujo de cargas desde el polo positivo al negativo. Sin embargo, posteriormente se observó, gracias al efecto Hall, que en los metales los portadores de carga son electrones, con carga negativa, y se desplazan en sentido contrario al convencional. A partir de la corriente eléctrica se definen dos magnitudes: magnitudes: la intensidad y la densidad
de corriente. El valor de la intensidad de corriente que atraviesa un circuito es determinante para calcular la sección de los elementos conductores del mismo. Definimos por tanto la intensidad de corriente eléctrica como la cantidad de carga eléctrica que atraviesa una sección de un conductor en la unidad de tiempo. Su formulación matemática es:
Sabiendo que:
La intensidad (I) se mide en amperios (A) en el S.I.
La carga (Q) se mide en en colombios (C) en el S.I.
El tiempo (t) se mide en segundos (s) en el S.I.
La densidad de corriente, designada por el símbolo J, es la corriente media por unidad de área (sección trasversal) del conductor, es decir, suponiendo una distribución uniforme de la corriente:
Magnitudes
eléctricas:
Son
las
unidades de medida que sirven para
identificar las características de un circuito eléctrico.
Conductor eléctrico: Se aplica este concepto a los cuerpos capaces de conducir o transmitir la electricidad. Un conductor eléctrico está formado primeramente por el conductor propiamente tal, usualmente de cobre. Este puede ser alambre, es decir, una sola hebra o un cable formado por varias hebras o alambres retorcidos entre sí. Los materiales más utilizados en la fabricación de conductores eléctricos son el cobre y el aluminio. difer encial eléctrico eléctr ico entre ambos am bos cuerpos, considerando cons iderando que si ambos Voltaje: es el diferencial puntos establecen un contacto de flujo de electrones ocurriría una transferencia de energía de un punto al otro, debido a que los electrones (con carga negativa) son atraídos por protones (con carga positiva), y a su vez, que los electrones son repelidos entre sí por contar con la misma carga.
Resistencia eléctrica: la resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas
eléctricas
o
electrones.
Cualquier
dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.
Conductancia: La conductancia está directamente relacionada con la facilidad que ofrece un material cualquiera al paso de la corriente eléctrica. La conductancia es lo opuesto a la
resistencia. A mayor conductancia la resistencia disminuye y viceversa, a mayor resistencia, menos conductancia, por lo que ambas son inversamente proporcionales.
Conductividad: La conductividad, por su parte, es lo opuesto a la resistividad. Mientras mayor sea la conductividad de un material o elemento cualquiera, más fácilmente fluirá la corriente eléctrica por el circuito. La unidad de medida de la conductividad es el siemens/m (S/m).
Ley de Ohm: La Ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una de las leyes fundamentales de la electrodinámica, estrechamente vinculada a los valores de las unidades básicas presentes en cualquier circuito eléctrico. Debido a la existencia de materiales que dificultan más que otros el paso de la corriente eléctrica a través de los mismos, cuando el valor de su resistencia varía, el valor de la intensidad de corriente en ampere también varía de forma inversamente proporcional. Es decir, a medida que la resistencia aumenta la corriente disminuye y, viceversa, cuando la resistencia al paso de la corriente disminuye la corriente aumenta, siempre que para ambos
casos
el
valor
de
la
tensión
o
voltaje
se
mantenga
constante.
Por otro lado y de acuerdo con la propia Ley, el valor de la tensión o voltaje es directamente proporcional a la intensidad de la corriente; por tanto, si el voltaje aumenta o disminuye, el amperaje de la corriente que circula por el circuito aumentará o disminuirá en la misma proporción, siempre y cuando el valor de la resistencia conectada al circuito se mantenga constante.
DESARROLLO DEL PROYECTO Materiales:
Dinamo de bicicleta
Puente rectificador
Condensador 1000uF 35v
Alternador
Regulador LM 7805
Condensador 10uF
Condensador 0.1uF
Cable
Leds
Cartón
Bicicleta
Procedimiento: 1. Instalar el dinamo en la bicicleta 2. Elaborar el circuito que contenga el puente rectificador para cambiar la energía alterna a energía continua 3. Agregarle al circuito un Condensador para reducir las frecuentes caídas de voltaje que el dinamo produce 4. Agregarle al circuito un Regulador para que este reduzca la corriente de 12 V que produce el dinamo a 5 V 5. Conectar el circuito con el dinamo 6. Pedalear la bicicleta y observar como nuestro celular se comienza a cargar sin ningún problema.
Circuito Empleado
EVIDENCIAS.
CONCLUSIÓN. Como nuestra conclusión podemos decir que a través de este trabajo hemos reforzado más los aprendizajes de este semestre, ya que volvimos a repasar los temas y a poner en práctica con este bonito proyecto lo teórico de esta unidad. Mencionamos lo “bonito” porque la verdad nos gustó mucho poder desarrollar esto, lo que era convertir las diferentes corrientes, además de que tuvimos muchos problemas de cómo generar el voltaje, pero al final fue divertido poder convertir también un mayor voltaje que era del dinamo de 12 volts a 5 volts que era lo que precisamente necesitábamos. Podemos agregar también que todos los objetivos estuvieron muy bien desarrollados teniendo como resultado un buen funcionamiento de las corrientes y del generador produciendo una corriente continua. A esto, damos por terminado el trabajo teniendo en cuenta que es bueno el funcionamiento de este y dando una idea practica mediante la bicicleta, ya que puedes estar haciendo ejercicio mientras cargas un teléfono celular, con esto solo esperamos la calificación final.
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