Informe de la Práctica: Motor Solenoide
ELABORACION DE UN MOTOR SOLENOIDE Gutierrez Fabian XXXXXXXXXXX
Martínez Barrera Jairo Ricaro ricaro!"#$b%&a'oo(co$
Mora Fran)*in XXXXXXXXXX
+uitui,aca -*e.er XXXXXXXXXXX
/ro.oca un 0uerte ca$bio /ara cerrar e* interior e* $otor e arran1ue4 1ue en.ía una 5ran cantia e corriente a* $otor e motor solenoide mediante la utilización de materiales de fácil arran1ue4 ob*i5ano a* arrancaor a 5irar( La /e1ue2a cantia adquisición además por medio de este informe, pretendemos dar a conoce ocer de una for forma práctica ica cómo ómo es el e corriente en.iaa a* ,o*enoie ta$bi8n ob*i5a a un 8$bo*o comportamiento del campo magnético de un solenoide, y la $3.i*4 1ue a ,u .ez conuce un /i23n ,obre e* e#e e* $otor e influencia de éste sobre muchas de las reacciones cotidianas, arran1ue 'acia e*ante( A $eia 1ue ,e $ue.e 'acia ae*ante4 como la acción que ejercen los imanes, entre muchos otros. *o, iente, en e* e:tre$o e* /i23n e $a**a con *o, iente, e* Por otro lado, con este informe, también se busca resaltar las .o*ante4 'acieno 1ue e* $otor ,e enciena & e* ci56e2a* e* principales características de un solenoide y el principio que $otor /ara 5irar( A $eia 1ue e* $otor 5ira4 crea ,u /ro/ia ejerce el campo sobre éste. ener5ía4 & e* arrancaor e* $otor no e, nece,ario /ara 1ue e* ci56e2a* 5ire( Mientra, tanto4 ,e $ue.e e *a /o,ici3n 9inicio9 Palabras Claves: Claves: Motor olenoide, !ampo Magnetico. a 9encenio94 e* ,o*enoie ,e e,acti.a & no ,e en.ía $;, corriente a* $otor e arran1ue( RESUMEN: nuestro proyecto constara de la realización de un
"ur project project con consis sists ts of the realiza realization tion of a solenoid motor through the use of materials of easy acquisition also through this report, #e intend to present in a practical #ay ho# is the beha$ior of the magnetic field of a solenoid, and the influence of this on Many of the daily reactions, such as the action of the magnets, among many others. "n the other hand, #ith this report, it is also sought to highlig highlight ht the main characte characteris ristic ticss of a soleno solenoid id and the principle that the field e%erts on it. ABSTRACT:
Key Words: Words: olenoid Motor, Magnetic &ield.
I.
INTRODUCCIÓN
II.
FUNDAMENTACIÓN TE TEÓRICA
'. "()*"+) Se57n <=ERE>4 ?@" Se eno$ina ,o*enoie a *a bobina 1ue4 1ue4 /or ,u i,e2o i,e2o44 5enera 5enera un ca$/o ca$/o $a5n8 $a5n8tic tico o e 5ran 5ran inten,ia( E,ta bobina4 e 0or$a ci*ínrica4 cuenta con un 'i*o conuctor 1ue e,t; enro**ao e 0or$a ta* 1ue *a corriente /ro.oca *a 0or$aci3n e un ca$/o $a5n8tico inten,o( Cabe $encionar 1ue en ,u eti$o*o5ía encontra$o, *a uni3n e o, t8r$ino, e ori5en 5rie5o 1ue /ueen traucir,e co$o
E,te $otor /uee 0uncionar a a*ta, .e*ociae, con una batería /e1ue2a o una 0uente e a*i$entaci3n4 e a*5una $anera4 re,u*t re,u*taa ,i$i* ,i$i*ar ar a un $otor $otor e .a/or .a/or e un ,o*o ,o*o ci*in ci*inro( ro( Cuano e* .o*ante & e* ci56e2a* 5iran4 e* /i,t3n o n7c*eo4 traba#ao e*8ctrica$ente( E* ,o*enoie e arran1ue e, un /e1ue2o i,/o,iti.o $a5n8tico 1ue recibe una /e1ue2a cantia e corriente cuano ,e 5ira *a **a.e **a.e a *a /o,ici /o,ici3n 3n e 9arran 9arran1ue 1ue9( 9( E,ta E,ta /e1ue2 /e1ue2aa corri corrient entee
&igura -. olenoide /0
Unia Aca8$ica e *a, Ciencia, e *a In5eniería & A/*icaa,( Uni.er,ia T8cnica e Coto/a:i( Latacun5a( Ecuaor
1
Informe de la Práctica: Motor Solenoide
Un ,o*enoie e, un i,/o,iti.o e*ectro$a5n8tico4 1ue con,ta e una bobina & una barra e acero co*ocaa a* centro e *a bobina(
1. 'P(+!'!+"*) )( M"2"3 "()*"+)
. !'MP" P3"4!+" P"3 4* "()*"+) )* 4* P4*2" ) 4 )5). a$o, a ca*cu*ar e* ca$/o /roucio /or e* ,o*enoie en un /unto = ,ituao en e* e#e e* ,o*enoie ,u$ano e* ca$/o /roucio /or *a, N e,/ira,(
Una e *a, a/*icacione, $;, co$une, e *a, bobina, & 1ue 0or$a /arte e nue,tra .ia iaria e, *a bobina 1ue ,e encuentra en nue,tro, auto, & ,on /arte e* ,i,te$a e encenio /ara e,to, & /ara i0erente, ti/o, e $a1uinaria, & e1ui/o, /ara *a con,trucci3n( En *a, 0uente, e a*i$entaci3n ta$bi8n ,e u,an bobina, /ara 0i*trar co$/onente, e corriente a*terna & obtener corriente continua en *a ,a*ia(
&igura /. 6ectorialmente como está el solenoide 70. En *a 0i5ura ,e ob,er.aH un corte *on5ituina* e un ,o*enoie e *on5itu L4 0or$ao /or N e,/ira, i5ua*e, e raio a En *a 0i5ura anterior4 obtu.i$o, *a e:/re,i3n e* ca$/o $a5n8tico /roucio /or una e,/ira e raio a en un /unto = e ,u e#e i,tante :(
Lo, i$ane, ,on co$7n $ente u,ao, en *o, a*ta.oce,4 $otore, & 5eneraore, e i$;n /er$anente4 /ero en a*5uno, ca,o, & no $uc'o, ,e 'an e$/ezao a u,ar *o, i$ane, en i0erente, & no $u& co$une, ,ituacione,4 una e e,ta, e, e* a'orro e co$bu,tib*e4 &a 1ue /or $eio e un ca$/o $a5n8tico 5enerao /or e* i$;n ,e ioniza e* co$bu,tib*e 1ue a*i$enta uti*izao, en a/arato, e co$bu,ti3n /oe$o, obtener una co$bu,ti3n $;, co$/*eta4 $e#orano *a e0iciencia & reucieno *a, e$i,ione, 1ue 5enera *a co$bu,ti3n(
2
μO i a
B= 2
3
(√ a + x ) 2
2
DONDE:
B en,ia e 0*u#o $a5n8tico en te,*a,
μO /er$eabi*ia e* $eio 1ue roea a* conuctor en
Otra e *a, a/*icacione, /oco u,ua*e, e, *a e*i$inaci3n o i,$inuci3n e ca* en e* a5ua4 e,to ,e 5enera ebio a* ca$/o $a5n8tico 5enerao 1ue i,ue*.e *a ca*4 e,to /uee ,er u,ao en a*5una, /*anta, e trata$iento e a5ua, &a 1ue e* u,o e ca* en e* a5ua e, $u& nor$a* /ara /oer tratar*a,4 /ero e* ca* no ,e i,ue*.e co$/*eta$ente en a*5una, oca,ione,(
T$A i inten,ia e *a corriente 1ue circu*a /or e* conuctor en a$/ere
√ a + x 2
!. &4*!+"*'M+)*2" )( M"2"3 "()*"+)
2
*on5itu e inc*inaci3n4 *a i,tancia
Toa, *a, e,/ira, e* ,o*enoie /roucen en = un ca$/o 1ue tiene *a $i,$a irecci3n & ,entio4 /ero i,tinto $3u*o4 e/enieno e ,u i,tancia a* /unto =(
E* ,o*enoie a* recibir e* .o*ta#e en *a bobina4 'ace 1ue e* c*a.o entre & ,a*e e *a bobina4 *a cua* acti.a *a, c'i,/a, entre *a *;$ina conuctora & e* e#e4 one *a corriente tiene 1ue /a,ar /or e* ci56e2a* 'a,ta e* e:tre$o o/ue,to a* .o*ante e,te e:tre$o4 *i5era$ente ar1ueao4 toca un contacto atorni**ao a *a ba,e e* $otor( =onieno e* contacto en correcta /o,ici3n4 *a, co,a, 1uean i,/ue,ta, e ta* $anera4 1ue $ientra, ,e /rouce una $eia re.o*uci3n e* ci56e2a*4 e* n7c*eo e, 0orzao a* interior e* ,o*enoie4 & urante *a otra $eia re.o*uci3n4 *a corriente e*8ctrica 1uea interru$/ia4 & e* i$/u*,o e* .o*ante arra,tra a* n7c*eo 'acia a0uera e,te cic*o ,e re/rouce con caa re.o*uci3n4 e $oo 1ue e* $otor 0unciona urante too e* tie$/o 1ue /er$anezca conectao a *a batería(
E* n7$ero e e,/ira, 1ue 'a& en e* inter.a*o co$/renio entre
x + dx
x &
dx L
e, dn = N
dx dn = N L
E,ta, e,/ira, /roucen en = un ca$/o 1ue e, e* /roucto e* ca$/o /roucio /or una e,/ira /or e* n7$ero
dn
e,/ira, 2
μO i a
dB = 2
3
( √ a + x ) 2
2
N dx L
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e
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). )( "()*"+). ()8 ) 'MP)3) Si ,u/one$o, 1ue e* ,o*enoie e, $u& *ar5o co$/arao con e* raio e ,u, e,/ira,4 e* ca$/o e, a/ro:i$aa$ente uni0or$e & /ara*e*o a* e#e en e* interior e* ,o*enoie & e, nu*o 0uera e* ,o*enoie( En e,ta a/ro:i$aci3n e, a/*icab*e *a *e& e A$/Kre(
∮ B.dl = μ L O
DONDE: &igura 7. )%aminación de cada una de las contribuciones a la circulación. 90.
B en,ia e 0*u#o $a5n8tico en te,*a,
En *a 0i5ura ,e ob,er.aH
μO /er$eabi*ia e* $eio 1ue roea a* conuctor en
T$A *H i0erencia* e inte5raci3n( L *on5itu e ,o*enoie en $etro, <$
E* /ri$er $ie$bro4 e, *a circu*aci3n e* ca$/o $a5n8tico a *o
*ar5o e un ca$ino cerrao & en e* ,e5uno $ie$bro4 e*
t8r$ino i ,e re0iere a *a inten,ia 1ue atra.ie,a ic'o ca$ino cerrao(
Co$o .e$o, en *a 0i5ura4 *a contribuci3n a *a circu*aci3n e* *ao AB e, cero &a 1ue bien B & * ,on /er/enicu*are, o bien4 B e, nu*o en e* e:terior e* ,o*enoie( Lo $i,$o ocurre en e* *ao CD( En e* *ao DA *a contribuci3n e, cero4 &a 1ue e* ca$/o en e* e:terior a* ,o*enoie e, cero( E* ca$/o e, con,tante & /ara*e*o a* *ao BC4 *a contribuci3n a *a circu*aci3n e, B:4 ,ieno : *a *on5itu e ic'o *ao
La corriente 1ue atra.ie,a e* ca$ino cerrao ABCD ,e /uee ca*cu*ar 0;ci*$enteH
=ara eter$inar e* ca$/o $a5n8tico4 a/*icano *a *e& e A$/Kre4 to$a$o, un ca$ino cerrao ABCD 1ue ,ea
Si 'a& N e,/ira, en *a *on5itu L e* ,o*enoie en *a *on5itu : 'abr; N:L e,/ira,( Co$o caa e,/ira tra,/orta una corriente e inten,ia i4 *a corriente 1ue atra.ie,a e* ca$ino cerrao ABCD e, N:iL(
atra.e,ao /or corriente,( La circu*aci3n e, *a ,u$a e cuatro contribucione,4 una /or caa *ao( A
∫ B.dl
B.dl +¿
D
&. (' ()8 ) 'MP:3) ) )!3+1) P'3' )( "()*"+).
D
∫¿
B.dl +¿
C B
∫ ∮¿
C
∫¿
B.dl = B.dl +¿ A
B
DONDEH B en,ia e 0*u#o $a5n8tico en te,*a,
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In"#!tan!a
O /er$eabi*ia e* $eio 1ue roea a* conuctor en T$A i inten,ia e *a corriente 1ue circu*a /or e* conuctor en a$/ere
=ara .i,ua*izar *a, *ínea, e* ca$/o e* ca$/o $a5n8tico4 ,e e$/*ean *i$aura, e 'ierro( E,te /rocei$iento e, $u& *i$itao & re1uiere ba,tante cuiao /or /arte e* e:/eri$entaor(
En e* /ro5ra$a interacti.o ,e ca*cu*a4 a/*icano *a *e& e Biot Sa.art4 e* ca$/o $a5n8tico /roucio /or caa e,/ira en un /unto 0uera e* e#e4 ta* co$o ,e e:/*ica en *a ,i5uiente /;5ina( =o,terior$ente4 eter$ina e* ca$/o $a5n8tico re,u*tante4 ,u$ano .ectoria*$ente e* ca$/o /roucio /or caa e,/ira en ic'o /unto( Fina*$ente4 ,e trazan *a, *ínea, e* ca$/o $a5n8tico 1ue /a,an /or /unto, e1uii,tante, a *o *ar5o e* i;$etro e* ,o*enoie.
III.
Di.ie e* re,u*tao /or *a *on5itu e* ,o*enoie en centí$etro,( E* re,u*tao e, *a inuctancia e* ,o*enoie en uniae, e 'enrio,
RECOMENDACIONES
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXX PONER RECOMENDACIONES
$.
MARCO EXPERIMENTAL
Di.ie e* n7$ero e .ue*ta, /or *a *on5itu en $etro, e* ,o*enoie( E,to e1ui.a*e a *a 9en,ia e 5iro,94 e* n7$ero e .ue*ta, /or $etro(
Mu*ti/*ica e* ;rea e *a ,ecci3n tran,.er,a* /or e* cuarao e* n7$ero e e,/ira, en e* ,o*enoie & *a /er$eabi*ia $a5n8tica e* n7c*eo4 1ue ,e 'a ca*cu*ao anterior$ente(
I$.
CALCULOS Campo magnét!o
Mu*ti/*ica e* raio e *a bobina en $etro, /or /i <4""!? /ara obtener e* ;rea e una ,ecci3n e* ,o*enoie(
Mu*ti/*ica *a /er$eabi*ia re*ati.a e* n7c*eo /or *a con,tante $a5n8tica4 1ue e, a/ro:i$aa$ente "4?P : "@ Q ( La con,tante $a5n8tica e, e* 5rao en 1ue e* .acío re,/one a un ca$/o $a5n8tico( La /er$eabi*ia re*ati.a inica *a cantia 1ue e* $ateria* a$/*i0ica e* ca$/o $a5n8tico con,tante( La /er$eabi*ia re*ati.a e* aire e, e a/ro:i$aa$ente "4 & *a /er$eabi*ia re*ati.a e 'ierro $a5n8tico e, a/ro:i$aa$ente ?@@( E* c;*cu*o re,u*tante e, *a /er$eabi*ia $a5n8tica e* n7c*eo(
Mu*ti/*ica *a en,ia e 5iro4 *a /er$eabi*ia e* n7c*eo & *a corriente a tra.8, e* ,o*enoie en a$/erio,( E* re,u*tao e, *a 0uerza e* ca$/o $a5n8tico en e* ,o*enoie en uniae, e Te,*a(
CONCLUSIONES
E* 0unciona$iento e* ,o*enoie e/ene e* contacto e*8ctrico 1ue ,e ebe e,tab*ecer,e e interru$/ir,e en e* $o$ento correcto( =ara 1ue e,to ocurra4 e* c*a.o 1ue ,ir.e e contacto ,e ar1uea e $oo 1ue e* /a,o e *a corriente ,e e0ect7e e:acta$ente en e* $o$ento en 1ue e* n7c*eo co$ienza a entrar a* ,o*enoie4 & no ,e interru$/e 'a,ta 1ue no 'a&a entrao /or co$/*eto4 in$eiata$ente ante, e 1ue co$ience a $o.er,e /ara .o*.er a ,a*ir( E* So*enoie tiene co$o 0unci3n /rinci/a* acti.ar una .;*.u*a ,o*enoie4 one e,t; .;*.u*a o/era e acuero a *o, /u*,o, e*8ctrico, e ,u a/ertura & e ,u cierre( Si *a, e,/ira, e,t;n $u& cercana, en un ,o*enoie4 *a, *ínea, e ca$/o entran /or un e:tre$o4 /o*o ,ur4 & ,a*en /or e* otro4 /o*o norte( E, /or e,to 1ue ,e ebe tener en cuenta *a *on5itu e* ,o*enoie4 /or1ue ,i e, $uc'o $a&or 1ue ,u raio4 *a, *ínea, 1ue ,a*en e* e:tre$o norte ,e e:tienen en una re5i3n a$/*ia ante, e re5re,ar a* /o*o ,ur /or e,ta raz3n4 en e* e:terior e* ,o*enoie ,e /re,enta un ca$/o $a5n8tico 8bi*( Sin e$bar5o4 en e* interior e 8,te4 e* ca$/o $a5n8tico e, $uc'o $;, inten,o & con,tante en too, *o, /unto,(
$I.
%I%LIO&RAF'A
Unia Aca8$ica e *a, Ciencia, e *a In5eniería & A/*icaa,( Uni.er,ia T8cnica e Coto/a:i( Latacun5a( Ecuaor
(
Informe de la Práctica: Motor Solenoide
A)U' PODRAN LAS FOTOS DE LO ) ESTAMOS *ACIENDO LA MA)UETA
"( An3ni$o( <" e octubre e ?@"@( 0i,(uc.(c*( Obtenio e 0i,(uc.(c*H
'tt/H0i,(uc.(c*oc,FIS@"ca$/o
V?@$a5netico(/0
?( Jac1ue*ine4 S( ( <@ e Marzo e ?@""( b*o5,/ot(co$( Obtenio
e
b*o5,/ot(co$H
'tt/Hraa,anc'ez.a*erio#ac1ue*ine(b*o5,/ot(co$?@""@*e& e*a$anoerec'aeiz1uiera('t$*
( Laurencio(
( =ERE>4 J(
( SANCWE>4 A(
$II.
ANEXOS
Unia Aca8$ica e *a, Ciencia, e *a In5eniería & A/*icaa,( Uni.er,ia T8cnica e Coto/a:i( Latacun5a( Ecuaor
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