INFORME EXPERIENCIA No 11 GENERADOR DE CORRIENTE ALTERNA

INTEGRANTES NOMBRE CODIGO

1 Ángel Álvarez González 913107872 Wilfran González 2513113383 Jorge Ríos Carrillo 1413121864 Andrei Aguirre 141312447

GRUPO: AN

DOCENTE:

EMELDO CABALLERO

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBEFACULTAD DE INGENIERIA

DPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS LABORATORIO DE FISICA III

BARRANQUILLA 2014-05-22

CONTENIDO

1. Introducción 2. Marco teórico 3. Objetivos 4. Descripción de la experiencia 5. Materiales 6. Gráfica7. Conclusiones8. Evaluación

1. INTRODUCCIÓN

Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos, llamados polos, terminales o bornes. Los generadores eléctricos son máquinas destinadas a transformar la energía mecánica en eléctrica. Esta transformación se consigue por la acción de un campo magnético sobre los conductores eléctricos dispuestos sobre una armadura (denominada también estator). Si mecánicamente se produce un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generara una fuerza electromotriz (F.E.M.).

En la actualidad, la generación de C.C. se realiza mediante pilas y acumuladores o se obtiene de la conversión de C.A. a C.C. mediante los puentes rectificadores. El uso de la dinamo para la producción de energía en forma de C. C. se estuvo utilizando hasta la llegada de los alternadores, que con el tiempo la han dejado totalmente desplazada. Hoy en día únicamente se utilizan las dinamos para aplicaciones específicas, como por ejemplo, para medir las velocidades de rotación de un eje (tacodinamos), ya que la tensión que presentan en los bornes de salida es proporcional a la velocidad de la misma.

2. MARCO TEÓRICO

Conceptos básicos.

Corriente Alterna El Dinamo y el Alternador Corriente Inducida Generador de Corriente Alterna

Corriente AlternaLa corriente alterna se diferencia de la directa en que cambia su sentido de circulación periódicamente y, por tanto, su polaridad. Esto ocurre tantas veces como frecuencia en hertz (Hz) tenga esa corriente. A la corriente directa (C.D.) también se le llama "corriente continua" (C.C.).La corriente alterna es el tipo de corriente más empleado en la industria y es también la que consumimos en nuestros hogares. La corriente alterna de uso doméstico e industrial cambia su polaridad o sentido de circulación 50 ó 60 veces por segundo, según el país de que se trate. Esto se conoce como frecuencia de la corriente alterna.

El Dinamo y el AlternadorMichael Faraday descubrió que un conductor eléctrico moviéndose dentro de un campo magnético (imán) generaba una tensión y cuando el circuito se cerraba con un receptor circulaba una corriente eléctrica. Es decir comprobó con un amperímetro que se generaba una corriente eléctrica al mover el conductor por dentro del campo magnético.  A esta corriente la llamo corriente inducida. Si en lugar de mover el conductor movemos el campo magnético (el imán) también se generaba corriente eléctrica.En este experimento también se comprobó que cuanto más rápido cortaba las líneas del campo magnético, el conductor, se creaba mayor corriente eléctrica inducida en él y además cuando la dirección del conductor era contraria (bajaba o subía por el campo magnético) la corriente generada era en sentido contrario. Lógicamente si el cable estaba parado no se genera corriente.Este descubrimiento fue lo que dio lugar a los generadores eléctricos electromagnéticos (dinamos y alternadores). Campo magnético=Región donde el imán tiene efecto.El dinamo es un generador electromagnético cuyo funcionamiento es parecido al de un motor eléctrico. Pero en este caso se suministra movimiento y la dinamo proporciona corriente eléctrica. Cuando gira la bobina bajo la influencia de los imanes, se induce en ella una corriente eléctrica. En una bicicleta, por ejemplo, el giro de las ruedas arrastra a la bobina de la dinamo.

Corriente InducidaExisten varias maneras de producir corrientes eléctricas, una de ellas es por medio del movimiento relativo de un imán cerca de un circuito cerrado, otra es a través de campos magnéticos variables externos a un circuito cerrado y otra es por la variación del área de un circuito en presencia de un campo magnético

externo. Estas tres formas son utilizadas para producir corrientes eléctricas sin que medie ninguna pila o batería que pueda producirla.

Generador elemental de corriente alternaEl funcionamiento del generador de corriente alterna, se basa en el principio general de inducción de voltaje en un conductor en movimiento cuando atraviesa un campo magnético.

Figura 1.- Disposición de elementos en un generador simple

Este generador consta de dos partes fundamentales, el inductor, que es el que crea el campo magnético y el inducido que es el conductor que es atravesado por las líneas de fuerza de dicho campo.Así, en el generador mostrado en la Figura 1, el inductor está constituido por el rotor R, dotado de cuatro piezas magnéticas, las que para simplificar son imanes permanentes, cuya polaridad se indica, y el inducido o estator con bobinas de alambre arrolladas en las zapatas polares.Las cuatro bobinas a-b, c-d, e-f y g-h, arrolladas sobre piezas de una aleación ferromagnética (zapatas polares) se magnetizan bajo la acción de los imanes del inductor. Dado que el inductor está girando, el campo magnético que actúa sobre las cuatro zapatas cambia de sentido cuando el rotor gira 90º (se cambia de polo N a polo S), y su intensidad pasa de un máximo, cuando están las piezas enfrentadas como en la figura, a un mínimo cuando los polos N y S están equidistantes de las piezas de hierro.

Son estas variaciones de sentido y de intensidad del campo magnético las que inducirán en las cuatro bobinas una diferencia de potencial (voltaje) que cambia de valor y de polaridad siguiendo el ritmo del campo.

Clasificación de los generadores de C-ATodo generador de c-c tiene una clasificación de potencia, expresada normalmente en kilowatts, que indica la máxima potencia que puede ser constantemente alimentada por el generador. Por otra parte, los generadores de c-a no pueden generalmente clasificarse de la misma manera, ya que la potencia consumida en un circuito de c-a depende del factor de potencia del circuito, lo cual significa que un generador de c-a puede alimentar una cantidad moderada de

potencia real para una carga y, sin embargo, si el factor de potencia de la carga fuese bajo, la potencia total o aparente que el generador produce realmente puede ser muy grande. En estas condiciones, el generador se puede quemar. Por esta razón, los generadores de c-a no deben clasificarse según la máxima potencia de consumo permisible de la carga, sino de acuerdo con la potencia aparente máxima que pueden pasar. Esto se hace expresando la capacidad en voltamperes a kilovoltamperes. Así pues, para determinado voltaje de salida se sabe la máxima corriente que el generador puede producir, independientemente del factor de potencia de la carga. Por ejemplo, si un generador clasificado como de 100 kilovoltamperes tiene una salida de 50 kilovolts, o sea que la máxima corriente que puede producir sin peligro es de 100 kilovoltamperes dividido entre 50 kilovolts, es decir, 2 amperes.

Ocasionalmente, los generadores de c-a se diseñan para usarse con cargas que tengan un factor de potencia constante. En este caso, la clasificación de estos generadores puede indicarse en watts o kilowatts, para ese factor de potencia particular.

3. OBJETIVOS

Hacer el montaje de un generador de corriente alterna analizando su funcionamiento y verificando a través del software Cassylab los cambios en el voltaje producido por el generador.

4. DESCRIPCIÓN DE LA EXPERIENCIASiguiendo las indicaciones de nuestro docente procedimos a ejecutar el software Cassylab y luego empezamos a ingresar los parámetros y formulas necesarias para la experiencia.Luego, Hicimos girar el rotor (563 19) accionando lentamente la polea con correa (no utilizamos en un principio la manivela) y observamos la aguja en el multimetro para experimentación.Después, Hicimos rotar con la manivela el rotor cada vez a mayor velocidad y observamos la aguja en el multimetro para experimentación.Observamos que al girar el rotor se induce una tensión en las bobinas del estator. Y esta cambia constantemente su polaridad. Cuanto más velozmente gire el rotor magnético, mayor será la tensión inducida. Por último realizamos con la ayuda de cassy lab la grafica correspondiente

5. MATERIALES DE LA EXPERIENCIA

Sensor Cassy Adaptador de corriente Cable USB 1 unidad básica de máquina................................727 81 1 unidad de accionamiento manual ELM..............563 303 1 rotor magnético................................................563 19 1 puente de escobillas.........................................563 18 2 terminales polares con bobina..........................563 101 2 bobinas ELM, 250 espiras................................563 11 1 disco de centrado.............................................563 17 1 llave para tornillos hexagonales........................563 16 1 cable de experimentación, 25 cm, rojo..............500 411 1 par de cables para experimentación, 25 cm, rojo/azul...........................................................501 44

1 par de cables para experimentación, 50 cm, rojo/azul...........................................................501 45 1 bastidor experimental para demostraciones......301 300 1 estante............................................................301 310 2 mordazas de mesa con husillo..........................301 05

6. GRAFICA

7. CONCLUSIONES

Después de realizar la experiencia pudimos comprobar en forma práctica que:Que la Fuerza electromotriz generada por un generador de corriente alterna, es directamente proporcional a las rpm que se tengan, a mayores revoluciones mayor corriente generadaEl voltaje generado depende de la corriente de excitación, al igual que de las revoluciones que tenga el rotor.Al proporcionar mayor velocidad de rotación, existe mayor frecuencia y así mismo un mayor voltaje.

8. EVALUACION

Observe la lectura en el voltímetro del sensor cassy. ¿Explique por qué oscila la lectura de positivo a negativo y viceversa?Por que se genera una fuerzan electromotriz en una dirección al acercarse los imanes y cuando se alejan esta corriente gira en sentido contrario, según la ley de inducción de Faraday

¿Por qué se enciende la bombilla? ¿Cómo se produce la corriente?Lo que pasa es que un generador transforma energía mecánica en energía eléctrica, justo lo opuesto de lo que hace un motor

¿Qué pasaría si se le quitaran los núcleos a las bobinas? ¿Por qué?Para poder incrementar el valor de la inductancia de una bobina se coloca dentro de ella un núcleo metálico de características magnéticas muy especiales, que lo que hacen es reforzar el campo magnético, entonces si se le quitan los núcleos a las bobinas el campo magnético se debilitaría y por consiguiente la corriente generada disminuiría

BIBLIOGRAFIAManual de Practicas de la UAC.Física para Ciencias e Ingeniería (Vol. 02) - 4ta Edición – GiancoliFísica para ciencias e ingeniería Serway-Jewett 7ma Edición Vol 2http://www.unicrom.com/Tut_bobina_nucleo_metalico.asphttp://es.wikipedia.org/wiki/Inductor

http://www.monografias.com/trabajos72/generadores-electricos/generadores-electricos2.shtml#generadorb#ixzz32bSqNsSl