8. Aula Taller (conversor eléctrico)

8. 1. MATERIALES:

·Las partes de las que consta nuestro proyecto son: un multiplicador, una casa en la que reside el LED.

·Materiales: 

-Láminas de madera, 

-2 cables de cobre, 

-2 paletas de madera,

-2 luz LED,

-1 Generador, 

-2 gomas elásticas,

-Pegamento de cola, 

-Láminas de cartón, 

-Sierra manual,

-Regla de medida

-Pistola de silicona con su debida silicona

-Compás

8. 2. PROCESO:

A continuación vamos a proceder a la explicación de la construcción del proyecto en unos sencillos pasos:

1- Primero preparamos los materiales que vamos a necesitar disponiendo así de todo lo necesario.

2- Dividimos las partes a realizar: panel, sistema eléctrico (iluminación) y casa.

3- Comenzamos con el panel, para eso necesitaremos dos láminas de madera con 12 cm de altura y 22 cm de ancho. En las láminas tienen que haber dos agujeros de 1.5 cm de radio para insertar el motor.

4-Se deben perforar las láminas para los correspondientes lugares de las varillas que sustentan los ejes.

5-A continuación para unir las láminas entre sí se usan cuatro láminas más pequeñas para cada lado

   -2 láminas de 12cm de altura y 1.5cm de ancho

   -2 láminas de 1.5 cm de altura y 22cm de ancho

6- Colocamos las varillas en forma de cruz en cada lugar y hacemos la instalación eléctrica.

7- Unimos los cables con la luz LED. Habiéndose colocado anteriormente una resistencia en la pata positiva.

8- Con la casa ya realizada, metemos la luz LED en su interior y quedaría así acabado.

MAQUETA

8. 3. FUNCIONAMIENTO:

Nuestro proyecto se basa en generar energía a partir de una fuerza aplicada a la manivela, lo cual hará girar el multiplicador. Este movimiento circular se pasará a un generador, situado al final del panel, para transformar esa energía en movimiento en energía eléctrica.

Esa energía pasará por los cables de cobre, que la transportará simulando ser cables de alta tensión en la realidad. Estos cables, junto con la energía que transporta, recorrerán el tablero hasta llegar a una casa a escala donde se conectan con un LED situado dentro de ella. A partir de un número determinado de revoluciones por minuto, el LED se encenderá.

En resumen, moviendo la manivela situada en la parte trasera del panel multiplicador a una determinada velocidad hará que se encienda la luz dentro de la maqueta de la casa.

8. 4. FINALIDAD:

Con nuestro proyecto queremos demostrar cómo hacer funcionar una casa a partir de energía mecánica, implementada por un sistemas de poleas que forman parte del multiplicador.

-CURIOSIDAD:

¿Cómo se convierte el movimiento en electricidad?

https://www.youtube.com/watch?v=PczKibtd-_c

Video de QuantumFracture

-DIFICULTADES:

Al principio, nos dispusimos a hacer la caja del multiplicador con cartón pero más tarde nos dimos cuenta de que el material era poco resistente y decidimos usar madera.

7. Neumática (ejercicios)

    1) Si por el interior de una tubería circula aire a una presión de 4 atm, determina la fuerza que ejercerá sobre un pistón de 4 cm^2

SOLUCIÓN: 160N

    2) Determina el caudal en l/min, que circula por una tubería por la que pasan 8 m^3 en una hora.

SOLUCIÓN: 133'33l/min.

7. Neumática (teoría)

    La neumática y la hidráulica tratan de las leyes que rigen el comportamiento y el movimiento de los gases (en general, aire comprimido) y de los líquidos (en general, aceites), respectivamente, así como de los problemas que plantea su utilización.

    Las diferencias entre ambas se derivan de la naturaleza de los fluidos, que se consideran: aire (muy compresible) y aceite o similares (casi incompresibles). De aquí también derivan sus campos de aplicación.

    Se emplean principalmente las magnitudes de presión y caudal.

-PRESIÓN: fuerza ejercida perpendicularmente por o sobre un fluido por unidad de superficie.

     Donde P es la presión (N/m^2), F es la fuerza ejercida (N) y S es la superficie donde actúa (m^2).

-CAUDAL: cantidad de fluido que atraviesa una sección de un conductor en una unidad de tiempo.

6. Electricidad y circuitos (ejercicios)

 1) Calcula la resistencia, intensidad y voltaje de este circuito, donde R 1 = 10Ω, R 2 = 2Ω y R 3= 8 Ω y la pila proporciona 20 V.

SOLUCIÓN: I total= 1A, R total =20Ω,

V1 =10V, V2 =2V y V3 = 8V.

2)  Calcula la resistencia, intensidad y voltaje de este circuito.

                        

SOLUCIÓN: R total = 3'2 Ω, V total = 32V, I total = 10A,

V1=V2=V3=12V, V4=20V, I 1=4A, I 2=2A y I 3=4A

6. Electricidad y circuitos(teoría)

   

     La electricidad es el paso de electrones de un cuerpo a otro o por un material. Es versátil.

    En un circuito, siempre se tiende al equilibrio por lo que los electrones salen del lado negativo para llegar al positivo, aunque convencionalmente hablamos del paso del positivo al negativo.

    En la corriente continua (I) el valor, a lo largo del tiempo, es siempre constante.

    La corriente alterna es generada por un alternador. Es una corriente que va fluctuando a lo largo del tiempo. Toma máximos y mínimos, y cuenta con x ciclos/s, que llamamos frecuencia (Hz/s).

Dentro de la corriente continua, podemos encontrarnos con tres tipos de circuitos:

-CIRCUITO EN SERIE:

 I total = I 1 = I 2 = I 3 =....

V total = V pila = V 1 + V 2 + V 3 +...

R total = R 1 + R 2 + R 3 +...

Si una resistencia se estropea, el circuito deja de funcionar.

-CIRCUITO PARALELO:

     I total = I 1 + I 2 + I 3 +...

    V total = V 1 = V 2 = V 3 =...

    1/R total = 1/R 1 + 1/R 2 + 1/R 3+...

    Si una resistencia se estropea, el circuito sigue funcionando.

-CIRCUITO MIXTO:

Cuenta con partes en serie y partes en paralelo y cada una se resuelve con sus fórmulas. Para calcular los totales del circuito, se suele tomar a las resistencias en paralelo como una única y, ya después con los datos, resolverlas como si fuera un circuito en paralelo.

5. Elementos mecánicos transmisores de movimiento (ejercicios)

    1) Determina cuál será la máxima velocidad (rpm) con que puede girar el piñón de una transmisión mediante ruedas de fricción interior (r = 5), si la potencia que se debe transmitir es de 0'2 CV, la fuerza axial realizada es de 25kg y el coeficiente de rozamiento es de 0'35.

SOLUCIÓN: 327'4 rpm 

    2) Suponiendo una rueda de 60 dientes que engrana con un piñón de 40 dientes que gira a 1500 rpm, determina el número de revoluciones con que girará la rueda.   

SOLUCIÓN: 1000 rpm

    3) Calcula la relación de transmisión de un par de engranajes en el que el piñón tiene 50 dientes y la rueda, 30.

SOLUCIÓN: 1'667

    

    4) Determina los diferentes números de revoluciones que se obtendrán en el último árbol de una caja de velocidades si se dispone de dos árboles. En el árbol I están los engranjes Z1= 40 y Z3= 80, y el motor, que gira a 800 rpm. En el árbol número II hay un par de engranajes con los siguientes dientes: Z2= 100 y Z4= 60 dientes.

SOLUCIÓN: En N2, puede ser 320 o 640 rpm

 y en N4, 1066'67 o 533'33 rpm

5. Elementos mecánicos transmisores de movimiento (teoría)

    Entre el elemento motor y el punto o eje de salida es necesario transmitir el movimiento.

5. 1. ACOPLAMIENTOS ENTRE ÁRBOLES:

        Un árbol de transmisión permite transmitir potencia o energía, al contrario que un eje.

5. 3. 1. ACOPLAMIENTOS RÍGIDOS.

-MEDIANTE BRIDAS

    Se basa en colocar en los extremos dos medias bridas, de tal forma que, al apretar los tornillos que los unen, aprisionan los ejes, impidiendo que se muevan uno con respecto al otro.

-MEDIANTE PLATILLOS

    Apretando dos piezas cónicas interiores entre sí, se comprime una pieza cónica contra los dos árboles. De esta manera, al girar uno, se arrastrará el otro.

5. 3. 2. ACOPLAMIENTOS MÓVILES.

-JUNTAS ELÁSTICAS

 

    Acoplamiento elástico, semejante al de la imagen, que absorbe irregularidades de giro  y permite una variación máxima de 15º de desalineación.

-JUNTAS CARDÁN        

    Para dos árboles no alineados. En los extremos se colocan dos horquillas que se unen mediante una cruz y para permitir el giro, se colocan unos rodamientos. Debido a las oscilaciones, se colocan siempre dos en el mismo árbol.

-JUNTAS HOMOCINÉTICAS

    Misma misión que las juntas cardán, pero sin oscilaciones. Se utiliza principalmente en la industria del automóvil, en concreto, en la transmisión del movimiento a las ruedas.

-JUNTAS OLDHAM

    En ambos extremos se colocan los discos solidarios a los árboles. Para la transmisión se coloca otro disco. Se emplea para dos árboles con las misma dirección, separados por poca distancia.

-EJE ESTRIADO DESLIZANTE

 

    Permite que el árbol pueda variar su longitud. También se             conoce como manguito deslizante.

5. 2. TRANSMISIÓN POR RUEDAS DE FRICCIÓN:

    Consiste en transmitir el movimiento entre dos ruedas gracias a la fuerza de rozamiento. Además, ambas ruedas deben estar bien presionadas una contra la otra.

RELACIÓN DE TRANSMISIÓN

FUERZA AXIAL

    Existen ruedas de fricción exterior, interior, troncocónicas y de transmisión mediante poleas y correas.

5. 3. TRANSMISIÓN POR ENGRANAJES:

    5. 3. 1. TRANSMISIÓN ENTRE ÁRBOLES O EJES PARALELOS.

    Los dientes de las ruedas pueden ser rectos, helicoidales y en V.

-RECTOS

RELACIÓN DE TRANSMISIÓN

       

-HELICOIDAL                                                                             -EN V

                                     

5. 4. CADENAS CINÉTICAS:

    Es un conjunto de dos o más pares de engranajes, que engranan entre sí y que tienen por finalidad variar el número de revoluciones del último árbol.

5. 5. ELEMENTOS MECÁNICOS TRANSFORMADORES DE MOVIMIENTO:

    5. 5. 1. PIÑÓN-CREMALLERA.

Se trata de un engranaje normal (piñón) que engrana con otro cuyo radio es infinito (cremallera), que es una barra rígida. Este mecanismo transforma un movimiento circular en rectilíneo, y viceversa.

    5. 5. 2. TORNILLO-TUERCA.

Consiste en girar el tornillo y evitar que gire la tuerca. De este modo, la tuerca se desplaza longitudinalmente.

    5. 5. 3. LEVA Y EXCÉNTRICA.

 

Una excéntrica es un disco o cilindro cuyo eje de giro no coincide con su centro geométrico.

Una leva es una pieza de forma determinada que sujeta un árbol y al moverse produce el desplazamiento de una varilla o seguidor.

    5. 5. 4. MANIVELA-BIELA-ÉMBOLO.

Si se gira la manivela o rueda, el émbolo se desplaza hacia delante y hacia atrás (de circular a lineal). Pero también, cuando se empuja o se tira del émbolo, la manivela o rueda gira (de lineal a circular).

    5. 5. 5. TRINQUETE.

Impide el giro de un eje en un sentido y lo permite en el otro. Consta de una rueda dentada y una uñeta, que tiene la colocación idónea para impedir el giro y permitirlo en el otro.

-ENLACES DE INTERÉS:

1.                                                                    .

2.                                                                    .

3.                                                                    .

4.                                                                    .

5.                                                                    .

6.                                                                    .

7.                                                                    .

8.                                                                    .

9.                                                                    .