ACTIVIDADES. Autor: Ángel Mahiques Benavent

Transcripción

1 ACTIVIDADES "Contenido adscrito a la Licéncia "Creative Commons" CC ES en las opciones "Reconocimiento -No Comercial- Compartir Igual". Autor: Ángel Mahiques Benavent

2

3 Índice 0. Introducción Actividades propuestas y materiales complementarios Experimentos derivados de la construcción del motor Práctica Electroimán Generador de corriente continua Motor Simple Posibles mejoras del motor de corriente continua Alzado-Planta-Perfil del motor de corriente continua Actividades derivadas de la construcción del motor Electricidad Motor de corriente continua Imán Electroimán Actividad de evaluación Actividades de autoestudio...11

4

5 0. Introducción En el siguiente fichero podrás encontrar actividades relacionadas con la construcción del motor de corriente continua, así como también actividades de evaluación y autoaprendizaje. 1

6 1. Actividades propuestas y materiales complementarios A continuación se presentan los distintos materiales relacionados con la construcción del motor de corriente continua Experimentos derivados de la construcción del motor A medida que construimos el motor, podemos ir haciendo una serie de actividades o experimentos con los chavales, concretamente se ha pensado en las que pasamos a detallar a continuación Práctica Electroimán Practica derivada de la construcción del motor. Consiste en coger el rotor del motor (compuesto por la varilla roscada, el núcleo de hierro y el cable de cobre arrollado) y conectarlo a una fuente de alimentación; de esta forma comprobamos como un núcleo de hierro alrededor del cual se le arrolla una cable eléctrico funciona como un imán al circular corriente por la bobina Electroimán casero. Consiste en coger un clavo y arrollarle el cable de cobre esmaltado, de esta forma al conectar los extremos del cable a una pila (o fuente de alimentación) podremos comprobar como mientas circula electricidad el clavo se comporta como un electroimán. Una posible práctica consiste en ver la influencia del número de espiras (vueltas de cable arroyado sobre el clavo) y del número de amperios que circulan por el cable, para ello necesitamos: varios clavos (sobre los que arroyaremos un número distinto de vueltas de cable de cobre), una fuente de alimentación donde podamos variar el amperaje, limaduras de hierro y una bascula de precisión (pedida prestada al departamento de física) y así rellenamos esta tabla para ver la influencia de estos dos factores. 2

7 Limaduras de hierro atraídas por el electroimán (gramos báscula precisión) Espiras Amperios 1.2. Generador de corriente continua Practica derivada del motor de corriente continua. Esta práctica consiste en intentar generar corriente eléctrica utilizando el motor de corriente eléctrica que hemos construido, para ello una vez terminado el motor quitamos la pila y en su lugar colocamos un galvanómetro analógico en la posición de medir corriente, y hacemos girar manualmente el motor Dinamo Simple. Por el procedimiento anterior va a ser difícil que podamos medir corriente eléctrica ya que el motor no esta diseñado para hacerlo girar manualmente y es difícil conseguir el giro durante el suficiente tiempo como para apreciar que circula corriente, por ello se propone la siguiente práctica: a) Cogemos el cable de cobre esmaltado y construimos un solenoide (una bobina lo suficientemente grande como para que pase un imán por dentro y con bastantes vueltas). b) Cogemos las puntas del solenoide y las conectamos a un galvanómetro situado para medir corrientes. c) Apreciamos como por el solenoide (conectado al galvanómetro) no circula corriente. d) Cogemos un imán (cuanto más potente sea mejor) con forma de barra, de los que hay en el taller de tecnología o en el laboratorio de física y química. e) Haz pasar repetidas veces y de la forma más rápida posible el imán por el hueco del solenoide. 3

8 f) Qué observas al introducir el imán? Y al sacarlo? Si lo has hecho bien deberías observar como cambia el sentido de la corriente generada. g) Ahora, en lugar de mover el imán, mueve el solenoide. Qué observas? Deberías observar como también se genera corriente, por ello es el movimiento relativo entre imán y solenoide el que genera la corriente eléctrica. h) Con esta pequeña práctica deberías haber aprendido que el movimiento relativo entre un circuito eléctrico y un campo magnético genera corriente eléctrica, y que en función de la dirección del movimiento la corriente circulara en un sentido u en otro Motor Simple Consiste en conseguir el movimiento de rotación con el menor número de piezas posible, para que los chavales conozcan que elementos son los mínimos indispensables para conseguir hacer girar el motor y así poder distinguir entre los elementos indispensables y los elementos auxiliares. Materiales: Pila de petaca Hilo de cobre esmaltado Cable de cobre conductor Imán permanente Pasos: Primero arrollar el hilo de cobre formando una bobina, los propios extremos del hilo sujetan las vueltas de la bobina para que no se suelten. Pelamos los extremos de la bobina, pero solo el 50% del contorno del hilo. Con el cable hacemos los apoyos de la bobina al tiempo que lleva la corriente de la pila a la bobina Colocamos el imán permanente Proporcionamos el autoarranque (giro inicial para poner en contacto la parta pelada del hilo con la pila) 4

9 1.2. Posibles mejoras del motor de corriente continua De cara a los grupos más adelantados o a los chavales que demuestren un mayor interés en el proyecto podríamos plantearles una serie de mejoras para mejorar el funcionamiento del motor de corriente continua, como por ejemplo: 1. Hacer la chapa metálica en forma de L, para que la soldadura que la une con la bobina se quede en un lateral y no roce con las escobillas impidiendo el buen contacto entre escobillas y chapa. Corta un disco de madera o corcho, tal como se indica en la figura: Corta dos chapas con forma de L, tal como se indica en la figura: Las anteriores chapas con forma de L, dóblalas y pégalas tal y como se indica en la figura, recuerda que además deben quedar lo más juntas posible una de la otra pero sin tocarse. 5

10 Con un soldador de estaño, suelda cada punta de la bobina a los salientes de la L 2. Colocar unos muelles en las escobillas: 3. Incrustar la chapa metálica dentro de la madera, tal y como se muestra en la siguiente imagen: 4. Hacer el motor con tres bobinados en el inducido (núcleo rotor) para evitar tener que proporcionarle el autoarranque (empujón inicial), en este caso podríamos pensar en distintas soluciones por ejemplo: Utilizar una tuerca hexagonal (o similar) donde insertar los bobinados del rotor. Por ejemplo podríamos agujerear una cara sí otra no de la tuerca, y mediante un macho de roscar le haríamos la rosca interior del agujero. Cortar una chapa de madera de espesor adecuado (entorno a cm.) con forma triangular, donde insertaríamos los núcleos de hierro para el bobinado del inducido. 6

11 1.3. Alzado-Planta-Perfil del motor de corriente continua. ALZADO PLANTA PERFIL 7

12 SECCIÓN BOBINADO SECCIÓN ESCOBILLAS COJINETES 8

13 1.4. Actividades derivadas de la construcción del motor Electricidad 1. Qué partículas forman los átomos? 2. Qué partículas son las que generan el fenómeno de la electricidad? 3. Qué es un electrón? 4. Qué carga tienen un electrón? 5. Qué es la corriente eléctrica? 6. Qué diferencia existe entre corriente eléctrica alterna y continua? Motor de corriente continua 1. Qué significa que las maquinas de corriente continua tienen un carácter reversible? 2. Cómo se puede realizar el cambio de sentido de un motor de corriente continua? 3. Cuál es la misión de las escobillas? 4. Cómo podemos mejorar nuestro motor? Qué mejoras se te ocurren para mejorar su funcionamiento? 5. Cuál es la misión de los imanes permanentes? 6. Completa las siguientes frases: a. Siempre que exista (movimiento). entre un imán y un circuito se produce en el circuito una corriente eléctrica inducida. b. Los dispositivos que transforman a corriente eléctrica en movimiento reciben el nombre de c. Las dinamos transforman en. 7. Observa los electrodomésticos de tu casa y haz una lista con los que utilicen un motor eléctrico Imán 1. Qué es un imán? 2. Los polos iguales se atraen o se repelen? 3. Qué metales son atraídos por los imanes? Electroimán 1. Qué es un electroimán? 2. En qué se diferencia un electroimán de un imán permanente? 3. Cómo podemos construir un electroimán? 4. Qué sucede en el electroimán si quitamos la alimentación eléctrica? 5. Cuáles son las partes principales de un electroimán? 6. Para que se utilizan los electroimanes? 7. Cómo podemos aumentar la fuerza de atracción de un electroimán? 9

14 1.5. Actividad de evaluación A continuación se muestra un posible ejemplo de actividad de evaluación, para evaluar el proyecto (caso de creerlo necesario), pero hay que recordar que al tratarse de un proyecto, la evaluación del mismo, se hace en el día a día del taller y mediante la memoria técnica que deben entregar los alumnos al finalizar cualquier proyecto. IES Manuel Sanchis Guarner DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA El motor de corriente continua: Nombre: Apellidos: Nota: Criterios corrección: Exactitud en la respuesta 1. Qué es la corriente eléctrica? Curso: Grupo: Fecha: Modelo: B 2. Qué diferencia existe entre corriente eléctrica alterna y continua? 3. Qué significa que las maquinas de corriente continua tienen un carácter reversible? 4. Indica el nombre de 3 electromésticos que utilicen un motor eléctrico para su funcionamiento. 5. Qué es un imán? En qué se diferencia un electroimán de un imán permanente? 10

15 1.6. Actividades de autoestudio A continuación se citan una serie de recursos de Internet, como por ejemplo las infografías de consumer, que te permitirán aumentar tus conocimientos sobre la electricidad, el magnetismo y los motores. Infografía: Trenes Maglev Infografía: Persianas enrollables Infografía: El camino de la electricidad Infografía: Automóviles Eléctricos e Híbridos 11