Introducción.
Este proyecto lo realizamos con el fin de generar energía limpia de un simple movimiento de por ejemplo un brazo, ademas de experimentar la construcción de este prototipo que para mi es nuevo e innovador, con este prototipo voy a experimentar la generación de energía de la nada como un movimiento cinético, para ademas darse cuenta que este simple experimento puede ser la sostenibilidad energética del mañana.
Objetivo General.
Generar de la nada un pequeño pero significante haz de luz, algo innovador para nuestra época, y no hacer un experimento para generar luz solamente con pilas eléctricas.
- Aprender repartir el trabajo equitativamente igualmente al realizarlo.
- Ser creativo al momento de realizar el prototipo.
- Investigar sobre la energía generada de la nada.
- Esclarecer dudas que tengo, antes, durante y después del trabajo.
Marco Conceptual.
Historia de la Electricidad
Los científicos han estudiado la electricidad durante siglos, pero no fue hasta
finales del siglo XIX que la electricidad se empezó a usar de forma práctica y
a estudiarse formalmente. Los principios de la electricidad se empezaron a
comprender gradualmente.
En junio de 1752, Benjamín Franklin hizo un experimento con un
papalote en una noche de tormenta y descubrió que los relámpagos eran
electricidad; él estaba tratando de investigar si los relámpagos se
consideraban un fenómeno eléctrico.
En 1820, Hans Christian Orsted descubrió que la corriente
eléctrica crea un campo magnético. Con este descubrimiento los
científicos pudieran relacionar el magnetismo a los fenómenos eléctricos.
En 1879, Thomas Edison inventó el foco eléctrico. Él
perfeccionó un invento similar pero más antiguo utilizando electricidad de baja
corriente, el vacío dentro de un globo y un filamento pequeño y carbonizado y
produjo una fuente de energía duradera y confiable. En ese momento, la idea del
relámpago eléctrico no era nueva, pero no existía nada que fuera lo
suficientemente práctico para poderse utilizar domésticamente. Edison no sólo
inventó una luz eléctrica incandescente, sino un sistema de iluminación
eléctrico que contenía todos los elementos para hacer que la luz incandescente
fuera segura, económica y práctica. Antes de 1879, la electricidad por corriente
directa (DC) solamente se utilizaba para iluminar áreas exteriores.
Lo que hoy conocemos como la industria eléctrica moderna comenzó en 1880. Esta
industria surge a partir de la evolución de los sistemas de iluminación
exteriores y de los sistemas eléctricos de gas y de carbón comerciales. El 4 de
Septiembre de 1882, Edison encendió el primer sistema de distribución de
energía eléctrica en el mundo, este proporcionaba 110 voltios de corriente
directa (DC) a cincuenta y nueve clientes, y así fue como la primera estación
comercial de energía comenzó a funcionar. La estación se localizaba en la calle
Pearl, en la parte baja de Manhattan. Esta proporcionaba luz y electricidad a
una milla a la redonda. La era eléctrica había comenzado. Esta estación se
llamaba "Estación Generadora de Electricidad Thomas Edison en la
Calle Pearl" . La estación contaba con los cuatro elementos
necesarios para el funcionamiento de un sistema moderno de utilidad eléctrica:
· Distribución eficaz
· Precio competitivo
· Generación central confiable
· Utilización final exitosa
A finales del siglo XIX, Nikola Tesla empezó a trabajar con la
generación, uso y transmisión de electricidad de corriente alterna (AC), la
cual puede transmitirse a distancias mucho mayores que la corriente directa
(DC). Tesla, con la ayuda de Westinghouse, introdujo la iluminación interior a
nuestros hogares y a las industrias.
En 1881, Lucien Gaulard de Francia y John Gibbs de
Inglaterra hicieron una demostración de un transformador de energía en Londres. George
Westinghouse se interesó en el transformador y comenzó a experimentar
con redes de corriente alterna, AC, en Pittsburgh. Él trabajó en refinar el
diseño del transformador y en construir una red práctica de energía de
corriente alterna (AC). Westinghouse utilizó el transformador para resolver el
problema de enviar la electricidad a distancias más largas. Esta invención hizo
posible proporcionar electricidad a negocios y hogares que se encontraban lejos
de las plantas generadoras. En 1886, Westinghouse y William Stanley instalaron
el primer sistema de energía de corriente alterna (AC) de voltaje múltiple en
Great Barrington, Massachusetts. Este sistema obtenía la energía por medio de
un generador hidroeléctrico que producía 500 volts AC. El voltaje se transmitía
en 3,000 volts y después se "bajaba" a 100 voltios
para dar energía a las luces eléctricas. Ese mismo año, Westinghouse formó la "Compañía
de Electricidad y Manufactura Westinghouse" En 1888, Westinghouse
y su ingeniero de cabecera, Oliver Shallenger desarrollaron el medidor de
energía. Este medidor se parecía al medidor de gas y utilizaba la misma
tecnología que utilizamos actualmente.
Westinghouse también influyó en la historia por habilitar el crecimiento del
sistema de ferrocarril y por promover el uso de la electricidad para el
transporte y la energía. En 1896, él también inventó el"Desarrollo
Hidroeléctrico de las Cataratas de Niágara" y comenzó a colocar
estaciones generadoras lejos de los centros de consumo. La planta Niágara
transmitía enormes cantidades de energía a Buffalo, New York (a más de veinte
millas de distancia). Las Cataratas de Niágara demonstraron la superioridad de
la transmisión de energía por medio de electricidad sobre la transmisión con
medios mecánicos, así como la superioridad de la corriente alterna (AC) sobre
la corriente directa (DC). Niágara impuso los estándares para el tamaño de los
generadores y fue el primer gran sistema que proporcionó electricidad desde un
circuito para fines múltiples como los sistemas de ferrocarril, iluminación y
energía.
Carga Eléctrica.
La carga eléctrica es una propiedad física intrínseca de algunas partículas subatómicas que se manifiesta mediante fuerzas de atracción y repulsión entre ellas por la mediación de campos electromagnéticos. La materia cargada eléctricamente es influida por los campos electromagnéticos, siendo a su vez, generadora de ellos. La denominada interacción electromagnética entre carga y campo eléctrico es una de las cuatro interacciones fundamentales de la física. Desde el punto de vista del modelo estándar la carga eléctrica es una medida de la capacidad que posee una partícula para intercambiar fotones.
El voltaje es una magnitud física, con la cual podemos cuantificar o “medir” la diferencia de potencial eléctrico o la tensión eléctrica entre dos puntos, y es medible mediante un aparato llamado voltímetro. En cada país el voltaje estándar de corriente eléctrica tiene un número específico, aunque en muchos son compartidos. Por ejemplo, en la mayoría de los países de América Latina el voltaje estándar es de 220 voltios.
Corriente.
La corriente eléctrica o intensidad eléctrica es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material.1 Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, un fenómeno que puede aprovecharse en elelectroimán.
Tipos de Circuitos Eléctricos.
1. Circuitos en serie: Un circuito de este tipo es de los más sencillos que existen. Se trata de un circuito cuyos componentes están conectados sucesivamente, en serie, por lo que la intensidad de la corriente eléctrica es prácticamente la misma en todos ellos. Se utilizan por lo tanto, en instalaciones que no requieren de un cambio en la corriente, como puede ser el alumbrado público.
2. Circuitos en paralelo: como su nombre lo indica, en este caso la corriente o energía eléctrica se divide en dos. Así, la intensidad que pasa por el generador se mantiene prácticamente constante. La mayoría de las veces este tipo de circuito se utiliza para la distribución de energía en todo tipo de aplicaciones.
3. Circuitos de múltiple serie: en este caso, el circuito se construye a partir de un número de subcircuitos en serie que se agrupan en paralelo. Por lo tanto, este tipo de circuito sería la combinación de los circuitos en serie y en paralelo.
4. Circuito ramificado: en este circuito se da una forma especial de un circuito múltiple o en paralelo con la diferencia de que aquí el número de conductores es muy reducido.
5. Circuito integrado: es un circuito que se basa en una red eléctrica formada sobre o en un subtrato, el cual está hecho de un material semiconductor y que soporta varios elementos interconectados.
6. Circuito integrado monolítico: es similar al circuito anterior, con la diferencia de que este último está formado por una sola pieza.
7. Circuito discreto: este es un tipo de circuito el cual reúne los elementos de un circuito eléctrico como tal aunque en realidad esté construido por separado mediante hilos conductores o impresos. De esta manera, esto quiere decir que dichos circuitos están construidos por partes y no unitariamente como sucede con otros.
Generador Eléctrico.
Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrica entre dos de sus puntos (llamados polos, terminales o bornes) transformando 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 estátor). Si se produce mecánicamente un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generará una fuerza electromotriz (F.E.M.). Este sistema está basado en la ley de Faraday.
Usos de la Energía Eléctrica.
En las fábricas
La electricidad tiene muchos usos en las fábricas: se utiliza para mover motores, para obtener calor y frío, para procesos de tratamiento de superficies mediante electrólisis, etc.
Una circunstancia reciente es que la industria no sólo es una gran consumidora de electricidad, sino que, gracias a la cogeneración, también empieza a ser productora.
En el transporte
Gran parte del transporte público (y dentro de él los ferrocarriles y los metros) emplea energía eléctrica. No obstante, se lleva ya tiempo trabajando en versiones eléctricas de los vehículos de gasolina, pues supondrían una buena solución para los problemas de contaminación y ruido que genera el transporte en las ciudades. Incluso es posible (aunque no habitual) emplear la electricidad para hacer volar un avión.
En la agricultura
Especialmente para los motores de riego, usados para elevar agua desde los acuíferos, y para otros usos mecánicos.
En los hogares
La electricidad se utiliza en los hogares para usos térmicos (calefacción, aire acondicionado, agua caliente y cocina), en competencia con otros combustibles como el butano, el gasóleo, el carbón y el gas natural, siendo la única energía empleada para la iluminación y los electrodomésticos.
Ver: Instalación eléctrica en el hogar
En el comercio, la administración y los servicios públicos
De manera similar a como se utiliza en el hogar, en estos sectores se ha ampliado su uso con la cada vez mayor aplicación de sistemas de procesamiento de la información y de telecomunicaciones, que necesitan electricidad para funcionar.
En medicina
"Tendencias", una revista electrónica de Ciencias, publicó el 14 de marzo de 2008 lo siguiente:
"Aceleran la curación de heridas utilizando la electricidad
"Un equipo de científicos ha descubierto que aplicando señales eléctricas a las heridas se puede controlar el proceso natural de las células que actúan en estas situaciones, lo que significa que es posible dirigir el movimiento celular y la manera de curar las lesiones. Este equipo ha conseguido identificar los genes y moléculas que las células utilizan para detectar los campos eléctricos que “emiten” las heridas.”
Historia
El uso de la electricidad para tratar dolores de cabeza, parálisis, epilepsia y otras muchas dolencias se remonta a la Antigua Roma, donde se utilizaban peces con forma de manta (rayas) que poseen un aguijón con el que liberan descargas eléctricas.
Sin embargo, la literatura médica señala al alemán Johan Gottlob Kruger como el primer científico que teorizó sobre la posible utilidad de la electricidad en el ámbito médico, particularmente para recuperación de miembros paralizados.
Otro de los pioneros en este campo fue el físico norteamericano Edward Bancroft (1744-1820), quien probó descargas eléctricas como método terapéutico para pacientes con gota, dolor, parálisis, dolores de cabeza y fiebres.
El científico inglés George Adams (1.750-1.795) publicó a su vez en 1784 un trabajo sobre medicina y electricidad titulado Essay on Electricity: Explaining the Theory and Practice of that Useful Science, and the Mode of Applying it to Medical Purposes . En aquella época incluso se pensó en resucitar a los muertos a través de descargas eléctricas.
En el siglo XX proliferan distintos sistemas que supuestamente producen efectos terapéuticos mediante la electricidad. Min Zhao es autor de diversos artículos sobre las ventajas de la electricidad para tratamiento de enfermedades de la córnea, la división celular y determinados tratamientos vasculares.
Metodología.
A. Lista de Materiales
- Bombillos LED
- Monedas
- Triplex 50*50
- 2 Tabillas de 10*20
- Generador Eléctrico
- Cilicona
- CDs Usados
- Cables
- Palanca
- Tornillos
- Bandas Elásticas
- Aguja
B. Descripción.
Este experimento es únicamente de ensamblaje; vamos a tomar primero los CDs en preferencia dos, y en el extremo de un CD pegamos la monedas en el lado brillante con cilicona, después Fijamos el otro CD encima con cilicona, Ahora tomamos el Triplex y las Tablillas, las tablillas las pegamos en un extremo del Triplex en forma vertical y no tan alejadas entre si, pero antes a las tablillas les hacemos unas perforaciones para que quepa un tornillo horizontalmente, al otro lado del Triplex ponemos en Generador eléctrico, ahora empezamos a conectar los cables desde el generador hasta los bombillos LED, y en el lado de las tablillas colocamos los CDs un poco ajustados al Tornillo o a un palo grueso y en un extremo colocamos la palanca, ahora en medio de los CDs colocamos una Banda Elástica y le sacamos un pedazo de la banda en el lado que esta mirando los CDs con el generador y cogemos u sujetamos la Aguja con el pedasido que sacamos de Banda, la aguja tiene que ir en forma horizontal, Ahora la conectamos el cable a la aguja enrollandole un extremo de esta, Ya conectado todo empezamos a girar la palanca y los Bombillos LED empezaran a brillar.
Bibliográfia.
- http://www.electricalfacts.com/neca/science_sp/electricity/history_sp.shtml
- https://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctrica
- http://definicion.mx/voltaje/
- https://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctrica
- http://10ejemplos.com/tipos-de-circuitos
- http://www.profesorenlinea.cl/fisica/ElectricidadUsos.htm
- https://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctrico
