Universidad de San Carlos de Guatemala
Escuela de Formación de Profesores de
Enseñanza Media –EFPEM –
Física 6
Ing.: Rubén Pérez
Auxiliar: PEM Andrea Morales
Horario: 7:00 a 9:00
Fecha de presentación del proyecto: 10 de agosto de 2013
Plan Sabatino
Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español a la corriente
eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente. La forma
de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de
una oscilación sinusoidal, puesto que se consigue una transmisión más
eficiente de la energía. Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan
otras formas de oscilación periódicas, tales como la triangular o la
cuadrada.
Utilizada genéricamente, la CA se refiere a la forma en la cual la
electricidad llega a los hogares y a las empresas. Sin embargo, las señales
de audio y de radio transmitidas por los cables eléctricos, son también
ejemplos de corriente alterna. En estos usos, el fin más importante suele ser
la transmisión y recuperación de la información codificada (o modulada)
sobre la señal de la CA.
El principio de conservación de la energía nos dice que: “La energía no se
crea ni se destruye, únicamente se transforma” En cuanto a la corriente
alterna, suceden varias situaciones, una de ellas es que existe
necesariamente una empresa que distribuye la energía eléctrica, por lo
tanto, debemos pagar para que todos los aparatos eléctricos de nuestro
hogar puedan funcionar, de manera pues que es razonable que en
nuestro hogar pidan colaboración desconectando aparatos sin utilizar y
apagar luces innecesarias.
Otro factor que se considera importante, es que en un circuito la energía
se electromagnética se puede disipar como energía térmica, y eso
representa una pérdida económica.
Con el presente proyecto se pretende optimizar y aprovechar la disipación
de la energía electromagnética para un artefacto de uso diario en el
hogar; la estufa.
GENERAL:
Aplicar los conceptos de Corriente Alterna y electromagnetismo a un
proyecto de Física.
ESPECÍFICO:
Aprovechar la disipación de la energía electromagnética en energía
térmica, a un dispositivo que con este principio pueda funcionar
como una hornilla o estufa.
CORRIENTE ALTERNA
La razón del amplio uso de la corriente alterna viene determinada por su
facilidad de transformación, cualidad de la que carece la corriente
continua. En el caso de la corriente continua, la elevación de la tensión se
logra conectando dínamos en serie, lo que no es muy práctico; al
contrario, en corriente alterna se cuenta con un dispositivo: el
transformador, que permite elevar la tensión de una forma eficiente.
La energía eléctrica viene dada por el producto de la tensión, la
intensidad y el tiempo. Dado que la sección de los conductores de las
líneas de transporte de energía eléctrica depende de la intensidad,
mediante un transformador se puede elevar el voltaje hasta altos valores
(alta tensión), disminuyendo en igual proporción la intensidad de corriente.
Con esto la misma energía puede ser distribuida a largas distancias con
bajas intensidades de corriente y, por tanto, con bajas pérdidas por causa
del efecto Joule y otros efectos asociados al paso de corriente, tales como
la histéresis o las corrientes de Foucault. Una vez en el punto de consumo o
en sus cercanías, el voltaje puede ser de nuevo reducido para su uso
industrial o doméstico y comercial de forma cómoda y segura.
Para los fines del presente proyecto, es importante analizar el
comportamiento de un circuito RLC.
Un circuito que contiene resistencia, inductancia y capacitancia se llama
circuito RLC en serie, como se muestra en la figura:
Con una resistencia R presente, el total de energía electromagnética U del
circuito ya no es constante, sino que decrece con el tiempo a medida que
se convierte en energía térmica en la resistencia. Debido a esta pérdida de
energía. Las oscilaciones de carga, la corriente y la diferencia de potencial
decrecen en amplitud continuamente y se dice que las oscilaciones están
amortiguadas.
Como la carga contenida en el circuito oscila en un sentido y en otro por
la resistencia, se disipa energía electromagnética como energía térmica.
Amortiguando las oscilaciones.
DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
El proyecto consiste en la construcción y puesta en funcionamiento de una
estufa eléctrica casera, en la cual podremos observar, como la energía
electromagnética en el sistema se disipa como energía térmica.
Al conectar la estufa a la corriente alterna, la resistencia que se encuentra
en el interior del sistema se empezará a calentar.
Se sabe que no se pierde energía, aunque como se mencionaba
anteriormente, en lo que a corriente alterna se refiere, la transformación en
energía térmica representa una pérdida económica.
En esta oportunidad, vamos a aprovechar este fenómeno de tal manera
que podamos optimizar todos los recursos que tenemos a nuestro
alrededor.
DIAGRAMA DE DISEÑO EXPERIMENTAL:
MATERIALES:
Una resistencia eléctrica
Una baldosa
Un interruptor
Cable
Un enchufe
Lañas
ESQUEMA DEL SISTEMA:
CONCLUSIONES:
La elaboración de esta estufa se fundamente en el principio de
oscilaciones amortiguadas en un circuito RLC, ya que la carga que se
hace pasar al circuito oscila en un sentido y en otro por la resistencia, por lo
que la energía electromagnética se disipa como energía térmica a través
de la resistencia, la cual funciona como hornilla de la estufa.
Este, además de ser un proyecto de física también se puede integrar al
área de productividad y desarrollo, ya que es de utilidad en nuestro
entorno.
Hallyday Resnick; Física
Séptima Edición
Páginas: 706 a la 724
Buffa, Anthony; Wilson, Jerry; Física
Quinta Edición
Páginas: 601 a la 609
Recinos, Ranferi; Apuntes de Matemática
Julio de 1999
RÚBRICA
Nombre: __________________________________________________Carné: _____________
Objetivos del proyecto FVI.
1.
2.
Que el estudiante aplique los conocimientos teóricos en situaciones de la vida diaria.
Que el estudiante fomente la investigación de las aplicaciones que tiene la Física en el entorno.
Criterio /rango
Respuesta
deficiente
Respuesta
moderada
Respuesta
satisfactoria
Respuesta
completamente
satisfactoria
Trabajo escrito
El trabajo no tiene
una estructura
definida,
únicamente cuenta
con carátula.
El trabajo presenta
una estructura
moderada cuenta
con carátula e
introducción. (0.15)
El trabajo presenta
una buena
estructura, cuenta
con carátula,
introducción y
conclusiones. (0.20)
Material de apoyo
No presenta
material de apoyo
En el material de
apoyo se presenta
la descripción del
proyecto (0.15)
El material de apoyo
cuenta con una
presentación del
proyecto, objetivos,
funcionamiento.
(0.20)
Presentación oral
La exposición
parecía incompleta
o caótica sin un plan
claro.
Funcionamiento del
experimento
El experimento no
funciona
El trabajo se
encuentra muy bien
sustentado, cuenta
con carátula,
introducción,
conclusiones y tres
bibliografías. (0.25)
El material de apoyo
está realizado de
forma creativa y
cuenta con
presentación del
proyecto, objetivos,
funcionamiento,
fotos. (0.25)
La exposición
demostró dominio
del tema, con
orden, explicado
con claridad y con
un plan definido.
(0.25)
El experimento
funciona
correctamente y es
aplicable al
entorno. (0.25)
La exposición fue
presentada con
algún orden y los
conceptos fueron
usados de forma
insegura. (0.15)
El experimento
funciona pero de
forma deficiente.
(0.15)
La exposición
demostró dominio
del tema, con orden
y explicado con
claridad (0.20)
El experimento
funciona aunque no
se aplica al entorno
(0.20)
0
