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Informe de proyecto del curso Cálculo Para la Física 1I Motor Electromagnético

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ Trabajo Aplicado a la Física 2 “Año de la universalización de la salud” TEMA: MOTOR ELECTROMAGNÉTICO PROFESOR:  Soriano Carrillo, Luis Alberto

INTEGRANTES1:  Valeria Crespo M.  Daniel Poma R.  Giomara Trujillo P.  Michelle Herrera Z.  Alonso Simón A.

2020 1

Estudiantes del 2° ciclo de la Facultad de ingeniería, UTP 1

Informe de proyecto del curso Cálculo Para la Física 1I Motor Electromagnético

Índice 1.

RESUMEN...........................................................................................................................3

2.

INTRODUCCIÓN...............................................................................................................3 

OBJETIVOS...................................................................................................................3

Objetivos Generales...............................................................................................................3 Objetivos Específicos..............................................................................................................3 Alcances y limitaciones..........................................................................................................4 

MARCO TEÒRICO.......................................................................................................4

3.

METODOLOGÍA................................................................................................................6

4.

RESULTADOS....................................................................................................................6

5.

CONCLUSIONES...............................................................................................................6

6.

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA......................................................................................6

BIBLIOGRAFÍA.........................................................................................................................6 7.

ANEXOS.............................................................................................................................7

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1. RESUMEN El proyecto que realizaremos es un análisis de un motor eléctrico, que es una máquina que convierte energía eléctrica en mecánica, por medio de la acción de los campos magnéticos que generan sus bobinas. Esto se debe a que el giro de la volante en un punto específico que genera el accionamiento del interruptor produciendo energía a la bobina, el campo magnético que se produce empuja al imán haciendo girar a la volante llegando a otro punto donde se desconecte el interruptor, pero por inercia sigue girando repitiéndose el ciclo. Como objetivo el aplicar los conocimientos adquiridos en clase de una forma eficaz y el funcionamiento de un motor electromagnético. Todo esto aplicando los métodos analíticos que consiguen resultados aceptables con muy poca potencia de cálculo y el método numérico que se basan en elementos finitos, que permiten resolver problemas eléctricos, magnéticos, y/o térmicos. En conclusión hacer un prototipo de un motor electromagnético, explicando sus funcionamientos y los resultados que tendremos mediante los cálculos aplicados, entendiendo así que toda máquina que convierte energía eléctrica en movimiento o trabajo mecánico, a través de medios electromagnéticos es considerada esencialmente un motor eléctrico. Palabras Claves: Motor electrico, electromagnetismo, iman, energia, campo magnetico, funcionamiento. 2. INTRODUCCIÓN A lo largo de la historia, el hombre ha buscado nuevas formas de generar trabajo mecánico con la finalidad de reemplazar el esfuerzo humano y potenciar la generación de trabajo mecánico, solucionando así los innumerables problemas por los que atravesaban las industrias. De esta forma en 1831 Michael Faraday creo el primer motor electromagnético el cual era capaz de generar trabajo mecánico por medio de una inducción magnética, de esta forma, mejoró la producción industrial a niveles que hoy ya conocemos. El propósito de nuestro proyecto es generar trabajo mecánico a través de inducción electromagnética aplicando los temas desarrollados en clase: Electrostática, Carga Eléctrica, Campo Eléctrico, Ley de Gauss, Potencial Eléctrico, entre otros. Como parte del plan de trabajo, se han repartido las tareas para poder definir y detallar los puntos en función a los temas desarrollados en clase. El proyecto se ha bosquejado de tal manera que, podamos simular su implementación y validar los datos conforme a los cálculos obtenidos.  OBJETIVOS Objetivos Generales  Identificar y analizar a través de los cálculos el funcionamiento de los motores eléctricos.

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Demostrar que la corriente ingresada al campo magnético genera la rotación del eje que contiene dos solenoides y que permita la rotación de las hélices del ventilador. Objetivos Específicos Bosquejar un motor eléctrico de forma eficaz que nos permita identificar el principio básico de su funcionamiento con los temas comprendidos en clase. Abarcar todos los temas de Cálculo Aplicado a la Física 2 que apliquen para el proyecto. Alcances y limitaciones

Bajo el estado de emergencia que atraviesa el país, nuestro grupo ha optado por la utilización de las TIC’s, como son: aplicación zoom, video llamadas por Gmail, coordinaciones directas por llamadas; para poder llevar a cabo con éxito el trabajo aplicado del curso encomendado. Como parte de las limitaciones, se evidenció dificultad para coincidir con un horario en común para todos; sin embargo, esto se pudo manejar.

 MARCO TEÒRICO Motor Eléctrico Artefacto que transforma la energía eléctrica en energía mecánica y ocurre por acción de los campos magnéticos que se generan gracias a las bobinas.

Electroimán: Es un campo magnético que se produce mediante el paso de una corriente eléctrica. Esto es, un imán accionado por electricidad.

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Campo magnético Es un campo que ejerce fuerzas (denominadas magnéticas) sobre los materiales. Tiene influencia sobre cargas eléctricas en movimiento y está presente en los imanes.

Energía Eléctrica Se denomina así a la forma de energía que resulta de la diferencia de potencial entre dos puntos y así se establece una corriente eléctrica entre ambos. Solenoide Bobina cilíndrica de hilo conductor  enrollado de manera que la corriente eléctrica produzca un intenso campo magnétic o.

Engranaje Conjunto de los dientes de una pieza de máq uina. Mecanismo utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una máquina. 

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Faja de engranaje Se utilizan para la transmisión de potencia a distancias comparativamente grandes. Cuando se emplean estos elementos, por lo general, sustituyen a grupos de engranajes, ejes y sus cojinetes o a dispositivos de transmisión similares.

3. METODOLOGÍA En este apartado se describe de manera detallada cómo se llevó a cabo el trabajo o proyecto, es decir, el camino que se siguió para lograr el objetivo del mismo. Es una descripción de las actividades realizadas, incluyendo información acerca de los recursos utilizados. También, se especifica información sobre los sujetos participantes (características y selección) y de los instrumentos y procedimientos empleados

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4. RESULTADOS Los motores eléctricos son dispositivos que transforman energía eléctrica en energía mecánica. Esquema didactica para Motor electromagnetico

Electromagnetismo

Propiedades basicas para la construccion de un motor de induccion electromagnetica

Campo magnetico

Interaciones electromagneticas

Polos de un iman

Fuerza electromotriz inducida (FEM)

Experimento de Oersted

Ley de Faraday

Ley de la mano derecha

Ley de Lenz

Lineas de fuerza

Campo magnetico

Lineas de campo o en una espira circular y solenoide

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Formulas aplicadas son: 

Flujo de campo magnetico : es el numero de lineas de campo que atraviesa una deteerminada area. Φ=B S cos α Φ = Flujo magnético. La unidad en el SI es el weber (Wb).              B = Inducción magnética. La unidad en el SI es el tesla (T).               S = Superficie del conductor.              α = Ángulo que forman el conductor y la dirección del campo.   

           Si el conductor está en movimiento el valor del flujo será:  dɸ=B x dS x cosα En este caso la Ley de Faraday

−n



Ley de induccionde Faraday.- cuando el flujo magnetico varia traves del tiempo esto genera una fuerza electromotriz induccida esa ley nos indica que para que halla una corrienta se necesitaque el flujo de campo varie atravez del tiempo delo contrario no habria corriente .



Ley de Lenz.- la corriente induccida siempre se va a oponer a la causa que lo origino quiere decir cuando tomamos un iman y lo acercamos el polo norte a una espida la corriente inducida gira de formaque se opne al movimiento es decir repele el imagen , cuando lo ajeamos eviata la separacion de esto.

dɸ dt

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

La fuerza electromotriz .- es el potencial cuando se genera cuando el iman se mueve cerca de una bobina es el flujo magnetico cambienado atravez del tiempo. podemos hallar tambien por la ley de Ohms que nos dice el valor absoluto.



Fuerza magnetiva sobre un conductor: Como se mueve el conductor? Es muy facil averiguarlo con la regla de la mano izquiera. Si ponemos la mano izquiera en direccion del campo magnetico creado por el iman B (de Norte a Sur) La posicion del pulgar nos dice la direccion del movimiento del conductor.

5. CONCLUSIONES Se presenta un resumen completo y coherente de la discusión de resultados, enfatizando en la contribución del autor y dando respuesta a los objetivos, hipótesis y problema.

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6. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA Bibliografía  Fernandez, J. R. (2019). MOTORES ELECTRICOS. Obtenido de https://www.usmp.edu.pe/vision2016/pdf/materiales/MOTORES_ELECTRICOS_PARA_ LA_IN.pdf 

Mheducation. (s.f.). Motores Eléctricos. Obtenido de https://www.mheducation.es/bcv/guide/capitulo/8448173104.pdf



Pernia, C. (s.f.). Pre-diseño de un motor eléctrico para el accionamiento de un

automotor. Recuperado de:  

http://oa.upm.es/47885/1/TFG_CARLOS_PERNIA_NIETO.pdf MOTOR ELECTRICO Recuperado de https://www.areatecnologia.com/EL %20MOTOR%20ELECTRICO.htm Fonseca, J,L (2017) (¿ENERGÍA LIBRE? MOTOR MAGNÉTICO IMPULSADO POR IMANES PERMANENTE



https://cimav.repositorioinstitucional.mx/jspui/bitstream/1004/829/1/Jaime %20Lorenzo%20Fonseca%20MCTA.pdf Vasquez F,E (2016) DISEÑO Y SIMULACIÓN DE UN PROTOTIPO DE MOTORGENERADOR MAGNÉTICO DE IMANES PERMANENTES." Instituto Politecnico Mexico https://tesis.ipn.mx/bitstream/handle/123456789/23555/DISE %C3%91O%20Y%20SIMULACI%C3%93N%20DE%20UN%20PROTOTIPO%20DE %20MOTOR-GENERADOR%20MAGN%C3%89TICO%20DE%20IMANES %20PERMANENTES.pdf?sequence=1&isAllowed=y

https://tesis.ipn.mx/bitstream/handle/123456789/23555/DISE%C3%91O%20Y%20SIMULACI %C3%93N%20DE%20UN%20PROTOTIPO%20DE%20MOTOR-GENERADOR%20MAGN %C3%89TICO%20DE%20IMANES%20PERMANENTES.pdf?sequence=1&isAllowed=y

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7. ANEXOS

Prototipo de un motor electromagnético.

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