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MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA
Autores: Eduardo Salinas Meza y Yesica Anamile Molotla Vaca
Profr. Asesor: Juventino Meléndez Marcos
Escuela: Escuela Nacional Preparatoria N° 1 "Gabino Barreda"
Área en que participa: Ciencias Físico-Matemáticas
Proyecto: Escolar
ANTECEDENTES:
Desde la época de Tales de Mileto o antes que él se conocían fenómenos eléctricos.
También, desde la antigüedad, se conoció esa piedra “mágica” llamada magnetita de cuyo
nombre surgió el de magnetismo. Tales fenómenos –eléctricos y magnéticos- se
consideraban independientes, hasta que llegó Oersted y mostró que éstos están
estrechamente unidos. Se podría decir que a partir de él sólo existe un nombre para estos
dos fenómenos: electromagnetismo. A partir de ahí empezaron a surgir trabajos, sobre este
tema, de grandes científicos como: Ampere, Faraday, Lorentz, Hertz, Maxwell, entre otros.
Nuestro trabajo tiene que ver con electromagnetismo y nos ayudó a entender cómo
un alambre que conduce corriente, colocado cerca de un campo magnético, recibe una
fuerza cuya dirección obedece a la regla de la mano derecha. Por otro lado este trabajo nos
permitió mostrar que la física tiene aplicaciones en la vida cotidiana.
OBJETIVO:
Construir un motor de corriente continua para entender la ley de Lorentz.
MARCO TEÓRICO:
METODOLOGÌA EXPERIMENTAL
Para poder comprender nuestro experimento comenzaremos por adentrarnos al
campo del electromagnetismo, este estudia los fenómenos eléctricos y magnéticos que se
unen en una sola teoría, que se resumen en cuatro ecuaciones conocidas como las
ecuaciones de Maxwell.La Teoría Electromagnética del físico escocés James Clerk
Maxwell (1831-1879) es una de las obras intelectuales más importante en la historia de las
ciencias. Esta teoría es considerada el nacimiento de la Física Moderna debido a que sus
consecuencias incidieron drásticamente en todas las ramas de la Física, ya sea permitiendo
fijar las condiciones de validez de los modelos existentes o generando bases conceptuales
más profundas.
El motor de corriente continua es una máquina que convierte la energía eléctrica en
mecánica, provocando un movimiento rotatorio. Una máquina de corriente continua se
compone principalmente de dos partes, un estator que da soporte mecánico al aparato y
tiene un hueco en el centro generalmente de forma cilíndrica. En el estator además se
encuentran los polos, que pueden ser de imanes permanentes o electroimanes. El rotor es
generalmente de forma cilíndrica, también devanado y con núcleo, al que llega la corriente
mediante dos escobillas.
¿Cómo funciona? Según la Ley de Lorentz, cuando un conductor por el que pasa
una corriente eléctrica se sumerge en un campo magnético, el conductor sufre una fuerza
perpendicular al plano formado por el campo magnético y la corriente, siguiendo la regla de
la mano derecha, la cual explico a continuación:
Si un cable conductor está en presencia de un Campo magnético, se ejerce una
fuerza sobre el cable de una magnitud dada por la siguiente fórmula: F = iBLsenα Donde: i
= corriente que circula por el cable B = campo magnético L = longitud del cable α = ángulo
entre la dirección de la corriente y la dirección del campo magnético, como se muestra el
siguiente dibujo:
Si por el cable circula una Corriente (i) en el sentido que
muestra en dedo pulgar en la figura y el Campo magnético (B)
tiene el sentido que muestra el dedo índice, se ejercerá sobre
el cable que conduce la corriente (i) una fuerza (F) que tiene
la dirección mostrada por el dedo medio. En el caso que
existiesen N cables en presencia de un campo magnético, la
fuerza magnética inducida será la fuerza en un cable
multiplicado por N. Por lo tanto la fórmula será: F = NiBLsenα
MATERIALES:
2 imanes de bocina, una base de madera de 20cm x 15cm, 2 armellas, 40 cm de
alambre magnetizado calibre 22, un carrete de hilo (sin hilo), una lija, 1 adaptador
de 6V, 20 cm de cable para bocinas calibre 20, Un palo de bandera delgado, dos
clavos sin cabeza, cinta de aislar
DESARROLLO EXPERIMENTAL:
1.-Construimos la bobina, con el carrete de hilo y con el alambre magneto, se le dan doce
vueltas a lo largo del carrete, sin tapar el agujero que está en medio. Se atraviesa el palo de
bandera por el agujero del carrete para que sirva como eje del rotor. El palo debe sobresalir
de los extremos del carrete aproximadamente 5 cm. Sobre éste se pegarán los extremos del
alambre magneto, los cuales se lijarán para que sirvan como el conmutador del motor.
2.- En la base de manera colocamos dos armellas en forma vertical por las cuales se
apoyará y girará el rotor. Se colocan dos clavos sobre la base de madera, los cuales servirán
como las escobillas del motor. En cada clavo se conectará una terminal de la fuente de 6 V.
3.-Colocamos los imanes a los lados del rotor. Al conectar la fuente de 6 V nuestro motor
empezará a girar.
RESULTADOS:
Con este trabajo pudimos apreciar que el principio de funcionamiento del motor es
la ley de Lorentz, ya que al girar el motor nos dimos cuenta que un alambre conductor por
el que circula corriente-y colocado cerca de un campo magnético- recibe una fuerza. La
dirección de esta fuerza, y por lo tanto la dirección en que gira el motor, la encontramos
con la regla de la mano derecha. Con esto mostramos que la física nos ayuda a entender en
funcionamiento de muchos aparatos que se usan en la vida cotidiana.
CONCLUSIONES:
La construcción del motor nos sirvió para comprender mejor la ley de Lorentz.Se
utilizó material económico y fácil de conseguir. Con esto podemos decir que para entender
las grandes leyes de la física no se necesita gastar mucho dinero para comprar aparatos
sofisticados ni estar en laboratorios de investigación. Por otro lado también mostramos que
la física tiene aplicaciones en la vida cotidiana.