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EXPERIENCIA: GENERADOR DE CORRIENTE ALTERNA LABORATORIO DE FISICA III
INTEGRANTES
GRUPO: BN
DOCENTE :
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS LABORATORIO DE FISICA BARRANQUILLA 2014-01
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TABLA DE CONTENIDO:
pág.
Introducción…………………………………………………………………………………………………………………………….3 Marco teórico…………………………………………………………………………………………………………………………..4 Objetivos………………………………………………………………………………………………………………………………….7 Imágenes de la experiencia………………………………………………………………………………………………………8 Observaciones………………………………………………………………………………………………………………………….9 Procedimiento………………………………………………………………………………………………………………………….9 Conclusiones…………………………………………………………………………………………………………………………..10 Cuestionario……………………………….………………………………………………………………………………………….11
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INTRODUCCIÓN Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos, llamados polos, terminales o bornes. Los generadores eléctricos son máquinas destinadas a transformar la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada también estator). Si mecánicamente se produce un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generara una fuerza electromotriz (F.E.M.). En la actualidad, la generación de C.C. se realiza mediante pilas y acumuladores o se obtiene de la conversión de C.A. a C.C. mediante los puentes rectificadores. El uso de la dinamo para la producción de energía en forma de C. C. se estuvo utilizando hasta la llegada de los alternadores, que con el tiempo la han dejado totalmente desplazada. Hoy en día únicamente se utilizan las dinamos para aplicaciones específicas, como por ejemplo, para medir las velocidades de rotación de un eje (taco dínamos), ya que la tensión que presentan en los bornes de salida es proporcional a la velocidad de la misma.
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MARCO TEÓRICO
Energía eléctrica
Generadores
Corrientes continúas
Motores
Corrientes alternas
Circulan en el mismo
El sentido de la corriente se
sentido
invierte periódicamente
Producción de energía eléctrica Los generadores de corriente alterna constituyen el medio industrial más común de producción de energía eléctrica. Estos dispositivos se basan en el aprovechamiento de los fenómenos de la inducción electromagnética. Según la ley de Faraday, la fuerza electromotriz alterna inducida en la espira será:
Siendo B la densidad del campo magnético, A el área de la espira, w la velocidad angular de giro y a el ángulo formado por el campo magnético y el vector representativo del área (normal a la superficie).
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El signo (-) de la formula indica que la fuerza electromotriz incluida surge para oponerse al cambio en el flujo magnético que se produce en la espira.
Esquema básico de producción de energía eléctrica a partir de energía mecánica, que se basa en el uso de una espira susceptible de giro en sentido transversal a la dirección de un campo magnético uniforme.
Proceso del Dínamo Una dinamo (o generador eléctrico) es un aparato que transforma la energía de movimiento en una corriente eléctrica. Faraday descubrió que moviendo un imán cerca de un circuito eléctrico cerrado, o cambiando el campo magnético que pasa a su través, era posible "inducir" una corriente eléctrica que fluyera dentro de él. Esa "inducción electromagnética " quedó como principio de los generadores eléctricos, transformadores y muchos otros aparatos. Faraday mostró que otra forma de inducir la corriente era moviendo el conductor eléctrico mientras la fuente magnética permanecía estacionaria. Este fue el principio de la dinamo de disco, que presentaba un disco conductor girando dentro de un campo magnético (ver el dibujo) movido mediante una correa y una polea en la izquierda. El circuito eléctrico se completaba con hilos estacionarios que tocan el disco en su borde y en su eje, como se muestra en la parte derecha del dibujo. No era un diseño muy práctico de la dinamo (a menos que buscásemos generar enormes corrientes a muy bajo voltaje), pero en el universo a gran escala, la mayoría de las corrientes son producidas, aparentemente, mediante movimientos semejantes.
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Dínamo de disco Faraday Tensión inducida. Ley de Faraday y Ley de Lenz. Auto inductancia Ley de Faraday dice que una tensión se desarrollará a través de un conductor cuando éste esté en un campo magnético cambiante.
La Ley de Lenz dice que la polaridad de la tensión inducida creada, es tal, que la corriente eléctrica resultante produce un campo magnético que se opone al campo magnético que lo creó. Ver la siguiente fórmula:
Si el inductor tiene N vueltas la fórmula sería: Dónde: E = la tensión inducida B = campo magnético ø = flujo magnético ( ø = BA) A = sección transversal de ø N = número de vueltas De las fórmulas anteriores se deduce que la tensión inducida (E) será mayor cuando la variación de la corriente sea más rápida Se puede comprender mejor la relación entre el campo magnético B y el flujo ø, analizando la relación que hay entre la fuerza y la presión. - La presión es la cantidad de fuerza por unidad de superficie - B (campo magnético) es la cantidad de ø (flujo magnético) que pasa por unidad de superficie. Un caso particular se da cuando el flujo magnético es generado por una corriente sinusoidal
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OBJETIVOS
Montar la estructura básica de un dínamo y comprobar su funcionamiento.
Conocer el funcionamiento de un generador de corriente alterna.
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IMAGENES
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OBSERVACIONES La bobina o inductor es un elemento que reacciona contra los cambios en la corriente a través de él, generando un voltaje que se opone al voltaje aplicado y es proporcional al cambio de la corriente.
PROCEDIMIENTO En esta experiencia estudiaremos los generadores de corriente alterna de una manera práctica, en la cual analizaremos su estructura y funcionamiento. Para la real ización de esta experiencia se han requerido los siguientes elementos: un imán, bobinas, yugo, porta bombilla, vástago de rotación, bombilla cables de conexión y un multímetro. Estos elementos nos facilitaran el estudio de esta experiencia.
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CONCLUSIÓNES
Los generadores, que convierten algún tipo de energía (química, mecánica) en eléctrica. En la corriente alterna 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. 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.
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CUESTIONARIO Observaciones del experimento La bobina o inductor es un elemento que reacciona contra los cambios en la corriente a través de él, generando un voltaje que se opone al voltaje aplicado y es proporcional al cambio de la corriente.
Evaluación 1. Compare la lectura en el multímetro al medir con los alcances de tensión continua y tensión alterna ¿explique por qué son diferentes? Lo que sucede es que el valor de la tensión continua es el producto de la raíz cuadrada de 2 por el valor rms que es valor que obtenemos después de medir la corriente alterna
2. ¿Por qué se enciende la bombilla? ¿Cómo se produce la corriente? Se enciende al observar que por los filamentos de la bobina circula corriente y la luz que emite es directamente proporcional a cuanto mayor sea la velocidad con que viaja la corriente por la espira., y genera corriente al cargarse magnéticamente por un corto plazo de tiempo, almacenando la carga en los filamentos de la bobina en forma de campo magnético.
3. ¿Qué pasaría si le quitaran los núcleos a las bobinas? ¿por qué? Lo que sucedería al remover el núcleo metálico es que el valor de la inductancia que se obtiene es limitado y por tanto la corriente que produce es mucho menor que con el núcleo puesto.
4. ¿Cómo se puede aplicar este fenómeno a la vida real? Este fenómeno en la vida real es aplicado en las fuentes de alimentación también se usan bobinas para filtrar componentes de corriente alterna y solo obtener corriente continua en la salida
