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INSTITUTO DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR

Plantel: Carmen Serdán Sistema Semi-escolarizado

Problema eje: “Fuentes alternativas de energía eléctrica” Modalidad: Reporte de investigación para obtener la certificación de bachillerato

Presenta: Ivan Alejandro Orozco Ayala

Matricula: 0606110297

Director: José Luis Chacón Moreno.

Revisor: Belmont Vicente Israel

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INDICE

No Página.

INTRODUCCION

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OBJETIVOS

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HIPOTESIS

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METODOLOGIA

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DESARROLLO

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1. Fuentes alternas de energía eléctrica.

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2. Fuentes Alternas de energía

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2.1 Carbón

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2.2 Energía Hidroeléctrica

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2.3 Geotérmica

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2.4 Biocombustibles

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2.5 Energía Solar

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2.6 Energía Eólica

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3. Maquinas Electrostáticas

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4. Fundamentos de una Maquina Electrostática

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5. Máquina de Wimshurst

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6. Experimentos Caseros que se han realizado con la máquina de Wimshurst

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RESULTADOS

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CONCLUSIONES

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BIBLIOGRAFIA

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ANEXOS

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INTRODUCCIÓN

El objetivo de este reporte de investigación es demostrar que México está obligado a destinar más recursos para generar electricidad sin abandonar sus investigaciones sobre otras fuentes alternas de energía: el carbón, los biocombustibles, la geotérmica o la solar. Es indispensable seleccionar opciones tecnológicas adecuadas. Esto se debe a los problemas que crea la transferencia tecnológica, básica para el desarrollo sustentable de los países en desarrollo, pero que tiene fuerte impacto sobre el ambiente. Esto deberá estimular la investigación y la capacidad técnica 3

para lograr tecnologías sustitutivas, mejorar los procesos tradicionales y culturales y adaptar las importadas. Es pues necesario aprovechar, conservar y restaurar los recursos naturales. Se debe evitar la degradación de los recursos, proteger la capacidad límite de su naturaleza, favorecer la restauración y evitar los efectos adversos sobre la calidad del aire, agua y tierra, con el fin de perpetuar la oferta ambiental de los ecosistemas. Estos dos puntos son importantes ya que la producción de energía eléctrica requiere de innovación tecnológica constante para evitar utilizar recursos no renovables cuyo uso dañe el medio ambiente o ponga en riesgo los recursos de las generaciones futuras. Es incuestionable que para generar un voltaje, corriente y a su vez energía eléctrica debemos acudir a diversas maquinas capaces de reproducir dicho fenómeno, como lo es la energía eléctrica. Es así que una de estas maquinas es la de Wimshurst, a la cual nos referiremos en esta ocasión. Dicha maquina es en sí un generador electrostático de alto voltaje desarrollado entre 1880 y 1883 por el inventor británico James Wimshurst y tiene un aspecto distintivo con dos grandes discos a contrarotación (giran en sentidos opuestos) montados en un plano vertical, dos barras cruzadas con cepillos metálicos, y dos esferas de metal separadas por una distancia donde saltan las chispas. Además de esto la maquina está basada en el efecto triboeléctrico que consiste en la acumulación de cargas cuando dos materiales distintos se frotan entre sí.

Esta máquina es capaz de generar energía ya que esta colectada por peines en forma de herradura que abrazan ambos discos. Uno recoge carga positiva y la otra carga negativa. También existen dos botellas de Leyden las cuales se conectan con varillas para producir una chispa ya sea más retardada pero más fuerte. (A, 1995) Esta máquina se compone por dos discos circulares de plexiglás de 31 cm de diámetro, estas giran en sentido contrario. Cada uno de los discos lleva una serie de sectores metálicos en su superficie externa cercana al perímetro, también se encuentran montadas en diagonal los compensadores los cuales pueden ser rotados en sus ejes. (Pla CARGOL, 1942). La máquina de Wimshurst es un generador eléctrico el cual produce electricidad y se le denomina fenómeno físico cuyo origen son las cargas electicas y energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, 4

térmicos, luminosos y químicos, entre otros, en otras palabras es el flujo de electrones. Se puede observar de forma natural en fenómenos atmosféricos, por ejemplo los rayos, que son descargas eléctricas producidas por la transferencia de energía entre la ionosfera y ala superficie terrestre. Otros mecanismos eléctricos naturales los podemos encontrar en procesos bilógicos, como el funcionamiento del sistema nervioso. Es la base del funcionamiento de muchas maquinas, desde pequeños electrodomésticos hasta sistemas de gran potencia como los trenes de alta velocidad, y asimismo de todos los dispositivos eléctricos. Además es esencial para producción de sustancias químicas como el aluminio y el cloro. También se denomina electricidad a la rama de física que estudia las leyes que rigen el fenómeno y a la rama de la tecnología que la usan en aplicaciones prácticas. Desde que, en 1831, Faraday descubriera la forma de producir corrientes eléctricas por inducción fenómenos que permite transformar energía mecánica en energía eléctrica se ha convertido en una de las formas de energía más importante para el desarrollo tecnológico debido a su facilidad de generación y distribución y a su gran número de aplicaciones.

Enunciado del Problema: Los generadores de electricidad estática son máquinas que producen altísimos voltajes con una muy pequeña intensidad de corriente. Maquinas de este tipo, generadoras de tensiones comprendidas entre los 20 y los 200KV

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Planteamiento de Propósitos: Elegí mi tema porque los generadores pueden ser una alternativa para que las familias con bajos recursos tengan energía a su disposición cuando no tengan luz eléctrica en sus hogares. Así las familias podrán hacer una maquina que les ayude a sus necesidades. La ventaja principal que posee el método es su sencillez. Los materiales utilizados son de bajo precio y fáciles de conseguir, su armado no presenta mayores dificultades.

OBJETIVOS

Objetivo General: Aprender a usar un generador de inducción electrostática con cargas eléctricas.

Objetivos particulares 6

-Conocer que es el generador de inducción electrostática y sus características -Describir cual es su función y diversas utilidades -Explicar y demostrar su funcionamiento

HIPÓTESIS

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Si realizamos experimentos con las máquinas electrostáticas entonces podremos observar e identificar las cargas eléctricas y sus fenómenos.

METODOLOGIA

La presente investigación tiene un enfoque longitudinal ya que se realizara el experimento en una maquina electrostática de la cual se tiene poco conocimiento en la cual se determinara las acciones a seguir para llevar acabo un buen manejo de la máquina de Wimshurst. El diseño de la investigación es retrospectiva ya que la información se enriqueció de antecedentes históricos e información actual y finalmente exploratorio

ya que se buscará la interacción y 8

participación activa de la población estudio, con el fin de ofrecer mayor conocimiento del tema a la población.

DESARROLLO

Hasta ahora México ha podido ir aumentando la capacidad instalada de generación de acuerdo al incremento de la demanda, por lo que las fallas en el suministro del fluido deben atribuirse a deficiencias en la transmisión, en la operación y en el mantenimiento. 1. FUENTES ALTERNAS DE ENEGÍA ELÉCTRICA 9

En épocas de altos precios del petróleo y del gas esto es una desventaja competitiva importante; además, las reservas de estos hidrocarburos son relativamente escasas en México, por lo que existe el peligro de que se agoten si no se hacen cuantiosas inversiones. En efecto, al ritmo actual de producción, sin contar los incrementos planeados, México tiene reservas probadas de petróleo y de gas natural para tan sólo 13 años debido a que no se han hecho las inversiones necesarias. Es indudable que el país está explotando excesivamente sus yacimientos pues mientras ocupa el trigésimo cuarto lugar en el mundo en reservas probadas, en producción alcanza el undécimo lugar. Se podría pensar, como ya se ha propuesto por algunos expertos, en volver a usar el combustóleo para ahorrar gas, pero con esta medida las reservas totales de petróleo crudo se agotarán también, como ya se ha mencionado. Por otra parte, el gas que se produce en el país viene en su casi totalidad asociado a la producción del crudo y se extraen ambos de los mismos pozos. La escasez de reservas de petróleo es grave ya que en la región norteamericana donde la relación producción/reservas es de 11 años en Estados Unidos, de 16 años en Canadá, lo que indica que México no puede esperar importar hidrocarburos de sus dos vecinos septentrionales cuando se agoten sus reservas. No existe, por supuesto, una relación constante entre el costo de los hidrocarburos y el de la energía eléctrica; muchos países que por carecer de petróleo y gas tienen que adquirirlos a altos precios compensan esta situación con su gran generación hidroeléctrica o nuclear o eólica o con novedosas fuentes energéticas. Existen varios caminos para posponer la extinción de las reservas; uno de ellos es el instrumentar un programa drástico de ahorro de energía cuya arma natural debería ser el incremento de tarifas, ya que las campañas de publicidad, el horario de verano y la represión del robo de energía que comete principalmente al sector informal son soluciones insuficientes. Es evidente, por lo tanto, que México tiene que liberarse de su dependencia de los hidrocarburos para generar electricidad y no esperar al agotamiento de sus reservas o al descubrimiento de nuevas. La solución debe encontrarse en el aprovechamiento de nuevas fuentes de energía, preferentemente las renovables. 2. FUENTES ALTERNAS DE ENERGÍA: Las energias alternativas son fuentes de obtencion de energias que serian una alternativa a otras tradicionales y producirian un impacto ambiental minimo, sin destuccion del medio ambiente,ademas renovables,lo que ha dado un positivo resultado a la escasez de fuentes de energia convencionales en 10

todo el mundo, estas han sido investigadas y desarrolladas con algunas intensidades en las ultimas decadas.

2.1CARBÓN La hulla o carbón mineral, es una sustancia sólida ligera, negra y combustible, que resulta de la destilación o de la combustión incompleta de los tejidos vegetales o de otros cuerpos orgánicos, como resultado de haber permanecido bajo la superficie terrestre durante larguísimos períodos. En México se ha venido utilizando la hulla desde tiempo atrás para generar electricidad en cuatro unidades de 300 MW de la Central López Portillo y en otras cuatro de 350 MW de la Central Carbón II, ambas cercanas a los yacimientos carboníferos de Río Escondido en el estado de Coahuila. La electricidad generada en ellas es de consideración, ya que en 1994 significaba 15.1% del total nacional y en 2004 11.2%, pero esta disminución en el porcentaje no quiere decir que haya descendido en cifras absolutas en virtud de que entre esos dos años la generación total del país se incrementó en casi 52%.

FUNCION: El carbón es llevado a una sala de combustión en el fondo de la planta. Allí, el carbón se enciende y quema para crear grandes llamas. A medida que el carbón se enfría, se añade más para producir electricidad. En las horas punta, el carbón se quema continuamente, pero en otros momentos, generalmente a la noche, puede ser que el carbón no sea quemado. El fuego creado por el carbón calienta un gran tanque de agua. El agua eventualmente se evapora y se convierte en vapor. El vapor generado travels mediante un complicado sistema de tuberías en toda la planta. El humo y los desechos de la combustión del carbón suben hacia la chimenea de la planta.

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MINISTERIO DE MINAS E HIDROCARBUROS, DIRECCIONES DE MINAS Y DE GEOLOGÍA (1971). La industria minera en venezuela: situación y perspectivas para el desarrollo nacional.Caracas. 86 p.

MINISTERIO DE MINAS E HIDROCARBUROS, DIRECCIONES DE MINAS Y DE GEOLOGÍA (1971). La industria minera en venezuela: situación y perspectivas para el desarrollo nacional.Caracas. 86 p.

2.2 ENERGÍA HIDROELÉCTRICA La energía generada por la fuerza del movimiento del agua, que una maquina primaria la transforma inicialmente en energía mecánica y luego una máquina secundaria la transforma en energía eléctrica, también se la conoce como hidro-energía. Cronológicamente fue el agua la primera fuente para generar energía eléctrica en México, pero en la actualidad (2004) únicamente representa 12% del total generado y sigue perdiendo importancia porcentual pues hace 10 años significaba 14.6%; esto no quiere decir que haya disminuido la 12

generación hidroeléctrica, que pasó de 20,080 a 25,036 GWh, sino que su crecimiento fue inferior al general.

FUENTE: http://www.hidroenergia.net/index.php?option=com_content&view=article&id=268:ique-es-

la-energia-hidroelectrica&catid=39:abc-de-las-hidroelectricas&Itemid=67 2.3 GEOTÉRMICA Geotermia es una palabra de origen griego, deriva de “geos” que quiere decir tierra, y de “thermos” que significa calor: el calor de la Tierra. Se emplea indistintamente para designar tanto a la ciencia que estudia los fenómenos térmicos internos del planeta como al conjunto de procesos industriales que intentan explotar ese calor para producir energía eléctrica y/o calor útil al ser humano. http://www.uclm.es/cr/EUP-ALMADEN/aaaeupa/boletin_informativo/pdf/boletines/17/9.pdf México es el tercer país productor de electricidad geotérmica, después de Estados Unidos y Filipinas; sin embargo, el potencial de crecimiento es cada vez menor y el costo de la energía no es muy atractivo. El procedimiento consiste en perforar un pozo en busca de vapor el cual se usa para mover turbinas; el condensado se reinyecta al interior de la caldera volcánica. Con el tiempo es factible que se desarrolle la tecnología para aprovechar la roca caliente, el magma u otros recursos.

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http://wikenergia.wikispaces.com/file/view/geo.jpg/203515712/553x384/geo.jpg

2.4 BIOCOMBUSTIBLES El experto ecólogo Gabriel Quadri hace notar con agudeza que, ante la inusitada carestía de los hidrocarburos, la magia de los precios como mecanismo de asignación de recursos empieza a surtir un efecto esperanzador para el ambiente en el mundo, al alentar la investigación de nuevas fuentes de energía renovables y de bajas emisiones netas de gases de efecto invernadero, entre las que ubica a los biocombustibles. 2.5 ENERGÍA SOLAR México tiene un futuro altamente promisorio en este tipo de generación de electricidad ya que más de las tres cuartas partes de su territorio disfrutan de una insolación media capaz de producir 5 KWh diarios por metro cuadrado de suelo. El principal uso de la energía eléctrica solar es actualmente el de autoconsumo particular; en el estado de California las casas con sistemas de captura de energía solar reciben incentivos tales como reducciones de impuestos y el reembolso de 2.80 dólares por vatio alimentando a la red; otros estados ofrecen diferentes incentivos. 14

2.6 ENERGÍA EÓLICA La generación de electricidad aprovechando la fuerza del viento ha tenido un incremento espectacular en los últimos años Este método de producir energía se está perfilando como la siguiente alternativa novedosa después de la tecnología nuclear.

En México los desechos de nivel bajo e intermedio producidos en los procesos médico e industrial son almacenados en un depósito especial; además se espera sellar este depósito en un futuro cercano para evitar problemas de orden fundamentalmente social en la población, que en número creciente se está avecindando en las cercanías. (Calderón. F; 2006).

3. MAQUINAS ELECTROSTATICAS Los generadores de electricidad estática son máquinas que producen altísimas tensiones con muy pequeñas intensidades de corriente. Hoy se utilizan casi exclusivamente para demostraciones escolares de física. Ejemplos de tales maquinas son el electróforo, la máquina de Wimshurst y el generador de Van Grafft. Durante el siglo XVIII, la electricidad constituyó uno de los pasatiempos predilectos entre la gente pudiente y la nobleza, y se amenizaban las tertulias con experiencias que maravillaban a los más profanos. Con la invención de las llamadas “maquinas electrostáticas”, productoras de grandes cantidades de electricidad, lo que en un principio constituían fenómenos en pequeña escala, se transformaron en experiencia violentan.

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4. FUNDAMENTO DE UNA MAQUINA ELECTROSTÁTICA:

1. Producción de las cargas:

Se frota un disco de vidrio, que se carga positivamente; el paño se carga negativamente.

2. Recolección de las cargas:

El vidrio es un mal conductor, de modo que las cargas se quedan en el lugar en que fueron originadas. Es necesario, pues, recolectar todas las cargas producidas. La experiencia ha enseñado que es mejor hacerlo sin tocar el disco: se provee de una punta a la esfera donde se quieren recoger las cargas, y esa punta se coloca cerca del disco de vidrio. Por inducción, las cargas negativas de la esfera van hacia la punta, y de ahí saltan al disco, neutralizando cargas positivas.

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3. Motorización:

Es necesario ahora motorizar la producción y recolección. Se mantiene fija la esfera y se hace girar el disco, de modo que toda su superficie (por lo menos la zona periférica) vaya pasando frente a la punta de la esfera. Se logra así “recoger” gran parte de la carga generada en el disco.

Como simultáneamente se producen electricidades de los dos signos, positivas en el vidrio y negativas en el material que lo frota, también se recogen estas últimas en otras esferas. Ambas esferas, positiva y negativa, constituyen los polos de la maquina electrostática. (Maiztegui; 2008:208).

5. MAQUINA DE WIMSHURST Estas máquinas pertenecen a una clase de grupos de generadores, que crean cargas eléctricas por inducción electrostática. Las primeras máquinas desarrolladas fueron la de Wilhelm Holtz (1865 y 1867), Agosto Toepler (1865), y J. Robert Voss (1880) y al ser las más antiguas en consecuencia son menos eficientes y exhiben una tendencia imprevisible a cambiar de polaridad. Por en cambio la máquina de Wimshurst no tiene este defecto. (A, 1995) La máquina de Wimshurst es un ejemplo de máquina electrostática de inducción, que se ceba a sí misma, gracias a los sectores metálicos dispuestos radialmente en la superficie de los discos, y que tienen por objeto la inducción inicial sobre las varillas, en rozamiento con los mismos. El propósito de estas máquinas era conseguir, de manera interrumpida, electricidad de ambos signos y elevadas tensiones. Las máquinas de Wimshurst fueron los generadores de influencia más habituales en los Gabinetes de Física de finales del XIX, sin embargo, el rendimiento de los mismos no era el más adecuado, pues si bien resulta ser proporcional al número de discos y al diámetro de éstos, tienen el inconveniente de su accionamiento manual, que propicia un movimiento irregular, causa de un voltaje variable, al ser éste proporcional a la velocidad del giro de los discos. 17

• En una máquina Wimshurst, los dos discos de aislamiento y sus sectores de metal giran en direcciones opuestas que pasan por las barras neutralizadoras cruzadas de metal y por sus pinceles. Un desequilibrio de cargas es inducido, amplificado y almacenado por dos pares de peines de metal con los puntos situados cerca de la superficie de cada disco. Estos colectores se montan sobre un soporte aislante y conectado a una salida terminal. La retroalimentación positiva, aumenta la acumulación de cargas en forma exponencial hasta que la tensión de ruptura dieléctrica del aire alcanza una chispa. La máquina está lista para comenzar, lo que significa que la energía eléctrica externa no es necesaria para crear una carga inicial. Sin embargo, se requiere energía mecánica para tornar los discos en contra el campo eléctrico, y es esta energía que la máquina convierte en energía eléctrica. La salida de la máquina de Wimshurst es esencialmente una corriente constante ya que es proporcional al área cubierta por el metal y los sectores a la velocidad de rotación. El aislamiento y el tamaño de la máquina determinan la salida de voltaje máxima que se puede alcanzar. (MARCO LAIN SAN JUAN, 1920) La chispa de energía acumulada se puede aumentar mediante la adición de un par de frascos Leyden, un tipo de condensador adecuado para la alta tensión, con los frascos en el interior de las placas conectados en forma independiente a cada una de las terminales de salida y conectados con las placas exteriores entre sí. Una máquina Wimshurst puede producir rayos que son aproximadamente un tercio del diámetro del disco de longitud y varias decenas de microamperios. La máquina de Wimshurst es un generador eléctrico el cual produce electricidad y se le denomina fenómeno físico cuyo origen son las cargas electicas y energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros, en otras palabras es el flujo de electrones. Se puede observar de forma natural en fenómenos atmosféricos, por ejemplo los rayos, que son descargas eléctricas producidas por la transferencia de energía entre la ionosfera y ala superficie terrestre. (DELGADO, 2004)

Otros mecanismos eléctricos naturales los podemos encontrar en procesos bilógicos, como el funcionamiento del sistema nervioso. Es la base del funcionamiento de muchas maquinas, desde pequeños electrodomésticos hasta sistemas de gran potencia como los trenes de alta velocidad, y 18

asimismo de todos los dispositivos eléctricos. Además es esencial para producción de sustancias químicas como el aluminio y el cloro. La máquina de Wimshurst es una máquina capaz de convertir energía mecánica en energía eléctrica por medio de la inducción electrostática, al generar potencial eléctrico y mantener su polaridad constante sirve como fuente confiable de voltaje. Esta fuente tiene aplicaciones educativas gracias a su sencillo funcionamiento y a sus importantes efectos entre los cuales se destaca el efecto de corona, el cual se hace llamativo para los espectadores. Al realizar el montaje anteriormente mencionado podemos lograr observar cómo se comporta el campo eléctrico dependiendo de la posición y la geometría de las fuentes de carga, ayudados con la dispersión de semillas de trigo en un fluido viscoso como el aceite de ricino (Castor Oíl), el estudiante por medio del funcionamiento de esta máquina y de sus tangibles efectos, se pregunta qué es la corriente eléctrica?, porque no se ve afectada la salud de los estudiantes que entraron en contacto con la descarga de voltaje? Porque es importante la tierra en las instalaciones eléctricas? Entre muchas otras preguntas que pueden surgir a los estudiantes, motivando así el aprendizaje autónomo. La electricidad es un fenómeno físico cuyo origen proviene de la energía. Se manifiesta en fenómenos mecánicos: calor, luz y productos químicos, entre otros, en otras palabras es el flujo de electrones. México es cada vez más dependiente de los hidrocarburos (gas y combustóleo) para generar la electricidad esta dependencia es sumamente peligrosa, porque en un futuro cercano se agotarán las reservas de hidrocarburos a no ser que se realicen enormes inversiones dados los altos precios del petróleo y en especial del gas en la región norteamericana, el costo de la electricidad en México es más alto que el de sus principales países competidores, lo que constituye uno de los factores de su poca competitividad internacional. (ENERGIA, 2012).

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6. EXPERIMENTOS CASEROS QUE SE HAN REALIZADO CON LA MAQUINA DE

WIMSHURST 1. Si ponemos algo de esencia de trementina en un vaso y acercamos su superficie a la bola

positiva del excitador de la máquina de W. veremos que la trementina es atraída por la bola y forma como una pequeña tromba al unirse a ella. Si en vez de poner la bola positiva, ponemos la negativa, no sólo no habría atracción sino que en la trementina no se hubiese producido un pequeño hueco que es debido a la repulsión eléctrica. 2. Si colocamos velas encendidas muy cerca de cada una de las dos bolitas en que termina el excitador de una máquina eléctrica, veremos que la parte brillante de la llama de la bujía es atraída por el polo negativo y repelida por el polo positivo. Se ve perfectamente el resultado de la atracción, porque sobre la bolita metálica queda en el primer caso un depósito de negro de humo y sobre la bolita cargada positivamente, no queda tal depósito. 3. Experimento para la obtención de grandes chispas aisladas. Para ello separamos bastante las dos

esferillas terminales de los excitadores, estando en comunicación los dos condensadores de la máquina. Al funcionar la máquina, en las botellas de Leyden, se irá acumulando una gran potencial 20

de electricidad. Si aproximamos las dos esferillas excitadoras, al hallarse a conveniente distancia saltará una chispa muy intensa y de relativa longitud. 4. Moviendo con una mano la manecilla de una máquina de Wimshurst, manteniendo las esferillas

excitadoras separadas para que no salte la chispa entre ellas, si acercamos los dedos de la otra mano a una de estas esferillas excitadoras, podremos hacer saltar chispas entre la esferilla y nuestros dedos, chispas de más o menos longitud, según la carga de la máquina de Wimshurst. 5. Con tiritas de papel de estaño, pegadas en zigzag sobre una placa de vidrio, ebonita o cartón,

podemos obtener, al conexionar sus dos extremos (cada uno a cada lado del vidrio) con los dos excitadores de una máquina de W., chispas que irán recorriendo las sinuosidades de las tiras de papel de estaño. (Delgado; 2004; 361-380).

RESULTADOS Una forma para la obtención de grandes chispas aisladas es la de separar bastante las dos esferillas terminales de los excitadores, pero dejándolos en comunicación los dos condensadores de la máquina. Al funcionar la máquina, se irá acumulando una gran potencial de electricidad. Si aproximamos las dos esferillas excitadoras, al hallarse a conveniente distancia saltará una chispa muy intensa y de relativa longitud. Luego como los dos colectores generadores de electricidad son las botellas de Leyden, si colocamos próximas las dos bolitas terminales de los excitadores, se produce una chispa continua entre dos esferillas metálicas. Ahora bien, moviendo con una mano la manecilla de una máquina de Wimshurst y manteniendo las esferillas excitadoras separadas para que no salte la chispa entre ellas, si acercamos los dedos de la otra mano a una de estas esferillas excitadoras, podremos hacer saltar chispas entre la esferilla y nuestros dedos.

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Los resultados obtenidos de esta investigación fueron observaciones de la energía que producía la máquina, pude observar como el generador producía una chispa cuando las terminales se encontraban cerca pero al momento de alejarse se producía una energía más rápida pero menos chispa. En las simulaciones se observa cargas positivas y negativas en movimiento. Sin embargo los que se desplaza son los electrones, generando un exceso de carga positiva de donde se marchan y un exceso de carga negativa hacia donde se desplazan. En la maquina se puede medir la carga por la desviación angular de dos terminales idénticas conductoras.

En esta investigación se utilizó una máquina que genera electricidad, la cual es producida mecánicamente por dos discos circulares los cuales giran en forma contraria formado por monedas y una serie de sectores metálicos en su superficie externa cercana al perímetro, donde por medio de inducción y de movimiento, generan una carga positiva y en la otra carga negativa donde se forma finalmente energía eléctrica

En esta investigación pude observar como por medio de una rotación de los círculos se puede obtener energía y entre más rápido se generaba mucha energía y entre menos todo lo contrario pero al momento de parar la maquina se terminaba la energía sin quedar cargada.

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CONCLUSIONES

En esta investigación utilice una máquina de Wimshurst la cual genera energía eléctrica producida por dos discos y conectados por medio de alambres sujetos a ellos los cuales al girar en movimientos contrario se genera la energía positiva y energía negativa. También pude observar cómo se genera la energía y que en nuestra vida cotidiana como la utilizamos nos visualizamos unos generadores de grande escala el cual es movido mecánicamente, produciendo así gran cantidad de electricidad la cual es suministrada por nosotros. Donde podemos concluir que la electricidad se denomina fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas y energía se manifiesta en fenómenos mecánicos, térmicos, luminosos y químicos, entre otros, en otras palabras es el flujo de electrones.

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Fuente: DELGADO, Mª ÁNGELES, LÓPEZ, J. DAMIÁN Y OTROS: La recuperación del material científico de los gabinetes y laboratorios de Física y de Química de los institutos y su aplicación a la práctica docente en secundaria, en XXI Encuentros de Didáctica de las Ciencias Experimentales. Servicio editorial UPV, 2004, pp.361-380.

BIBLIOGRAFIA

• Alvarenga B., Máximo A., Física. México, Harla, 1995 •

Bossert, François, 1987), Machine de Wimshurst, Publicado en Bulletin de L-union des physuciens No 696, julio, agosto, septiembre, 1987, pág. 881

•

Halliday, David, Resnick, Robert, (2002), Foundations of physics, Volume 1, Second printing, CECSA, Mexico, 2002.

•

DELGADO, Mª ÁNGELES, LÓPEZ, J. DAMIÁN Y OTROS: La recuperación del material científico de los gabinetes y laboratorios de Física y de Química de los institutos y su aplicación a la práctica docente en secundaria, en XXI Encuentros de Didáctica de las Ciencias Experimentales. Servició editorial UPV, 2004, pp.361-380. 24

•

MARCOLAIN SAN JUAN, R. PEDRO: Compendio de Física moderna. Imprenta del Hospicio Provincial, Zaragoza, 1920, páginas 177-178.

•

PLA CARGOL, JOAQUIN: Prácticas elementales de Física y Química. Editores Dalmáu Carles, Pla. S. A. Gerona. Madrid. 1942. Pág. 110.

• Secretaría de Energía. Prospectiva del sector eléctrico 2002-2011. México. 2002.

ANEXOS

COMO SE CONSTRUYE UNA MAQUINA DE WIMSHURST CASERA Se ponen dos discos de acrílico de 20 cm de diámetro, concéntricos con él llevan pegados unas poleas de 3.5 cm de diámetro. Como estos discos deben girar es conveniente colocarle algún buje metálico, para ello pueden usarse las válvulas de inflado de neumáticos de bicicleta. Cada disco llevará pegados con adhesivo 20 sectores de chapa de aluminio que pueden cortarse de latas de gaseosa de unos 4 cm de largo por 1,4 cm en su parte más ancha, en forma de lágrima, con todos sus bordes redondeados, la separación de un sector con el otro debe ser tal que entre ambos entre otro sector. 25

Por otra parte se fabricaran con el mismo acrílico dos poleas más de 7 cm de diámetro que irán solidarias a una manija. El soporte irá sobre madera bien seca y barnizada, de unos 30 x 30 cm. Para los colectores se usó cobre y para un perfecto aislamiento se usaron tubos de vidrio. Las barras neutralizadoras son de alambre de cobre y las escobillas son pequeños resortes de alambre de ni crome de la resistencia de un viejo secador de cabellos, estas escobillas hacen contacto físico con los sectores. Las jarras de Leyden se pueden fabricar con tubos de aluminio provenientes de unos desodorantes. El propio tubo hace de armadura interna, luego se envuelven sobre el mismo unas 7 u 8 vueltas de acetato transparente, el de tapas de carpeta y sobre este va la segunda armadura que es un trozo de aluminio del que se usa para cocinar al horno de 4,5 cm de ancho.

Para entender mejor el funcionamiento agrego este esquema y una explicación breve de cómo trabaja la máquina

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Fuente: http://anajesusa.wordpress.com/2007/10/18/la-maquina-de-wimshurst-casera/ Esta es una máquina electroestática de influencia que genera alta tensión en dos terminales esféricos (F) donde se producen las chispas. Consiste en dos discos (A-B) de material aislante electrizable soportados sobre un mismo eje muy próximo uno del otro, donde el sentido de giro es opuesto entre ambos, girando la manivela. En la parte externa de cada disco hay colocadas pequeñas láminas o sectores (A1-B1) de aluminio con terminaciones redondeadas o de otro material conductor formando entre ellas un patrón simétrico a lo lago de la circunferencia de cada disco. Estas tiras se electrizan por inducción (influencia) y las cargas generadas serán recogidas por colectores (G-H) los cuales están conectados a los terminales de descarga (F) que a su vez estarán potenciados por garrafas de Leyden (J). A su vez el dispositivo lleva por cada disco una barra neutralizadora (C1/C2 – D1/D2) que cortocircuita mediante peines de contacto o sistema similar dos tiras conductoras opuestas en dicho disco. 27

A grandes rasgos, la carga es generada cuando las láminas metálicas entran en contacto con los “peines” de la barra estabilizadora, donde una de la láminas pierde electrones y la lámina del extremo contrario los gana a través de dicha barra la cual es de material conductor, entonces tenemos una lámina positiva y la opuesta negativa. Esto se hace con los dos discos en rotación opuesta donde las dos láminas que tenemos cargadas se alinean con otras dos en el disco opuesto induciendo cargas opuestas. Al final la máquina está funcionando como doble electróforo de Volta en cada disco. En los laterales de los discos hay también dos colectores de carga en forma de “puntas” los cuales no están en contacto físico con los discos, los cuales se encargan de recoger uno cargas positivas y el otro colector cargas negativas, a su vez estos colectores se conectan a las barras de descarga potenciadas por garrafas de Leyden. La máquina normalmente arranca sola al girar la manivela porque siempre existe un desequilibrio natural en las cargas existentes en los discos sobre todo si se utilizan diferentes metales en las láminas o sectores y en las barras neutralizadoras.

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