UN POCO DE HISTORIA

DESARROLLO DE LAS MÁQUINAS ELÉCTRICAS. LA ILUMINACIÓN ELÉCTRICA. EL TRANSFORMADOR Entre 1845 y 1870 se hicieron diversas modificaciones a los generadores y motores eléctricos, con lo que se mejoró sustancialmente su funcionamiento. Cuando en un principio se construyeron estas máquinas presentaban diferentes problemas como baja eficiencia, inestabilidad en el funcionamiento, etc. Se requirió un gran esfuerzo de investigación e ingenio para sortear los obstáculos. De esta manera, por ejemplo, en 1870 el francés Zénobe Théophile Gramme alcanzó voltajes muy altos en un generador eléctrico. En 1881, por medio de una ingeniosa combinación, Charles Brush logró que el voltaje del generador tuviese siempre un valor constante, sin importar cuánta corriente proporcionara el aparato. Entre los primeros en reconocer los factores que causaban pérdidas en un generador se encuentran los estadounidenses Edward Weston y Thomas A. Edison, quienes aumentaron la eficiencia de los generadores del 50 al 90 por ciento. Hacia principios de la década de 1890 se empezaron a utilizar conjuntos de generadores conectados en paralelo, con lo que se logró producir grandes cantidades de electricidad. Para mover los generadores se usaban máquinas de vapor, y ocasionalmente fuentes hidráulicas. En octubre de 1879, después de muchas experiencias infructuosas y de haber gastado la considerable cantidad para ese entonces de 40 000 dólares, el estadounidense Thomas Alva Edison (1847-1931) logró construir una lámpara incandescente en la que un filamento de carbón emitía luz al hacerle pasar una corriente eléctrica por más de 40 horas. El famoso inventor colocó su filamento dentro de un bulbo de vidrio que estaba al vacío en su interior. Edison logró fabricar este tipo de focos de una manera muy eficiente y con este invento se abrió un campo extraordinario de aplicación que creó la necesidad de construir generadores eficientes de electricidad. Otra contribución decisiva que Edison hizo en 1881 fue la estación eléctrica, o sea, una planta en la que se generaba electricidad y de allí se distribuía. Esto ocurrió en la ciudad de Nueva York. De su estación, que contenía un generador de corriente continua, salió una red de líneas que distribuyeron la electricidad en muchas partes de la ciudad, tal como en ese entonces ya se hacía con el gas y el agua. Al ofrecer el servicio de la luz eléctrica al público, Edison dejó atrás a todos sus competidores. Una vez que la electricidad pudo ser generada y distribuida para la iluminación, se aprovechó para ser utilizada como fuerza motriz por medio de motores eléctricos. Se puso así a disposición de la industria y de los transportes un nuevo medio universal y barato de distribución de energía que dio un gran impulso a la utilización de los motores eléctricos. Así se creó la industria eléctrica pesada. Como se puede apreciar la industria eléctrica, en contraste con otras más antiguas, tuvo un carácter científico desde sus inicios. Otro hecho de gran trascendencia se dio entonces: el inicio del laboratorio de investigación industrial, en el que la investigación científica se entrelazó estrechamente con los avances tecnológicos y con la producción. Uno de los primeros laboratorios de esta naturaleza fue el que creó Edison en Menlo Park, que en sus orígenes fue un pequeño cobertizo para ensayar inventos. A pesar de los extraordinarios logros de Edison hubo problemas con la corriente eléctrica que utilizaba, que como vimos era corriente directa. Esto ocasionó problemas. En efecto, en primer lugar, la utilización de circuitos en paralelo requirió que los cables fueran muy gruesos, lo cual generaba costos altos. En segundo lugar, y de mas importancia, al aumentar la demanda de iluminación se necesitaron cargas cada vez más altas que implicaban corrientes eléctricas enormes. Por lo tanto, se estaba ante la alternativa de enviar corrientes muy altas a través de grandes cables de cobre, lo cual era muy ineficiente, o de construir muchas plantas generadoras de electricidad cercanas a los usuarios, con el respectivo aumento considerable de los costos. Además, rápidamente quedó en evidencia que el sistema de corriente directa que se ramificaba dos kilómetros fuera de la planta estaba cerca de su límite de crecimiento. Por otro lado, la transmisión de corriente eléctrica de alto voltaje a largas distancias, por medio de alambres relativamente delgados, podría ser muy eficiente. La objeción era que un generador de corriente directa produce corriente con un voltaje determinado que no se puede modificar y por tanto, no habría forma de reducir el voltaje al valor que se necesitara, en particular en el uso doméstico. Hemos de mencionar que cuando hablamos de alto voltaje nos referimos a decenas de miles de volts, mientras que los valores para los usuarios son de 125 a 250 volts. La solución a estos dilemas se encontró con la construcción de generadores de corriente alterna por un lado, y la invención del transformador por el otro. Estos dos dispositivos basan su funcionamiento en la ley de inducción de Faraday. Veamos un poco de su historia. Desde que Faraday descubrió la inducción electromagnética se construyeron los primeros generadores que producían corriente eléctrica que variaba o alternaba al transcurrir el tiempo; el número de veces que el valor de la corriente cambia en un segundo es la frecuencia de la corriente y se mide en hertz (Hz); así, una corriente de 60 Hz es aquella que varía 60 veces en un segundo. En 1888 Nikola Tesla obtuvo una patente por un generador polifásico alterno que producía gran potencia eléctrica; muy pronto este tipo de máquina fue la más usada. Hoy en día se emplean generadores que son versiones muy mejoradas del generador polifásico de Tesla. Los primeros generadores fueron diseñados para que produjeran corrientes que tenían diferentes valores de sus frecuencias: los de 25, 33.5, 40, 50, 60, 90, 130, 420 Hz fueron los más usados. Con el tiempo se ha convenido en utilizar 60 Hz. Por otro lado, un inventor francés, Lucien H. Gaulard, y un ingeniero inglés, John D. Gibbs, obtuvieron en 1882 una patente para un dispositivo que ellos llamaron generador secundario. De esta manera incorporaron a un sistema de iluminación la corriente alterna. El sistema que ellos patentaron fue una versión poco práctica de lo que hoy en día llamamos un transformador. El primer transformador fue, de hecho, construido por Faraday cuando realizó los experimentos en los que descubrió la inducción electromagnética (véase el capítulo V). Como ya vimos, el aparato que usó fueron dos bobinas enrolladas una encima de la otra (Figura 5). Al variar la corriente que circulaba por una de ellas, cerrando o abriendo el interruptor, el flujo magnético a través de la otra bobina variaba y se inducía una corriente eléctrica en la segunda bobina. Pues bien, este dispositivo es precisamente un transformador. Faraday no puso mayor atención en este aparato ya que estaba interesado en otras cuestiones. En el transcurso de los años varios experimentadores trabajaron con diferentes versiones de transformadores. Un transformador funciona de la siguiente forma: supongamos que se construye un núcleo de hierro como se muestra en la figura 12. Si en un extremo del núcleo se enrolla un cable para formar una bobina A, y por ésta circula una corriente eléctrica, entonces resulta que el campo magnético producido por esta corriente (según la ley de Ampère) queda confinado dentro del núcleo de hierro; prácticamente no hay campo fuera del núcleo. Esto ocurre si el núcleo está construido de sustancias llamadas ferromagnéticas, como el hierro, cobalto, etc. Ahora bien, si la corriente que circula por la bobina varía con el tiempo, entonces el campo magnético producido también variará, y por tanto también cambiará el flujo de este campo a través del núcleo. Si ahora se enrolla otra bobina, la B, en otra parte del núcleo, entonces, de acuerdo con la ley de inducción electromagnética de Faraday sabemos que se inducirá una corriente a lo largo de la segunda bobina. A la bobina A se le llama el primario y a la B el secundario. Las características de la corriente inducida en B dependen del número de espiras que hay en cada una de las bobinas. Mientras mayor sea el número de espiras en el secundario, mayor será el voltaje inducido en él. Por ejemplo, si el voltaje en el primario es de 125 V, y en el primario hay 100 espiras, mientras que en el secundario hay 2 000 espiras, entonces la relación es: espiras en el secundario 2 000 ________________________________________ = ________________________________________ = 20 espiras en el primario 100

PROBLEMA MARCO TEORICO. HIPOTESIS VARIABLES INDICADORES Las maquinas eléctricas fueron creadas para aprovechar o dirigir la acción de una fuerza . estos dispositivos pueden recibir cierta forma de energía y transformarla en otra para generar TRABAJO QUE ES ? Es un dispositivo que transforma la energía cinetica en energía potencial , pasando pòr un una etapa de almacenamiento en un campo magnético . El marco teórico se basa en la aplicación de la teoría del electro magnetismo en la generación de energía eléctrica. El principio es vasico de los generadores sincrónicos y maquinas eléctricas de C.A. Se basa fundamental mente en las leyes físicas del electromagnetismo ;que son aplicaciones practicos de los conceptos basicos En este trabajo se han dado a conocer diversos tipos de motores de corriente continua. los cuales pueden ser utilizados en distintas areas de trabajo . Asi poder darnos cuenta cual utiles son estas maquinas eléctricas y que sin darnos cuenta giran entorno a nosotros , saber como y por que funcionan . no debemos olvidar que tras ello hay un corazón que vendría siendo el motor. Los variables magneticos son : • El flujo magnetico • Inductancia magnetica . La reluctancia . • Permeabilidad magnetica • Exitacion magnetica . La inductancia disposición de los controles resulta adecuado. Se puede acceder con facilidad a los controles y pedales que se usa con mayor frecuencia. -Se puede acceder rápida y comodamente ala parada de emergencia de la maquina. -El accionamiento de los controles es adecuado.

ELECTRICIDAD DIURNO.GRUPO 05

TEMA: EFICIENCIA DE UNA MAQUINA ELECTRICA PROBLEMA: ¿COMO OBTENER LA MAYOR EFICIENCIA DE UNA MAQUINA ELECTRICA Es bastante comun en estos tiempos sobretodo,que los artefactos electrodomesticos que existen en nuestro hogar y en centros de trabajo y estudio, sean "descartables". Esto es que al poco tiempo de haberlos adquirido, y estar en uso continuo tiendan a descomponerse de manera irremediable, osea que no tienen arreglo. es muy comun oir al tecnico decir que"el motor ya no funciona", o "mas comodo nos va a resultar comprar uno nuevo que repararlo", pues esto es producto de la poca calidad que possen hoy en dia estos aparatos, cuyo unico fin de quienes los construyen, es vender y vender mas. MARCO TEÓRICO: la eficiencia en una maquina electrica es el cociente entre la energia util aprovechada por una maquina y la energia total suministrada a esta. Este cociente siempre sera menor que la unidad, pues no existe una maquina ideal, cuya eficiencia sea del 100%, siempre hay una perdida de energia, la cual se disipa en forma de calor. HIPÓTESIS: Los motores delas maquinas de uso comun hpoy en dia no son de buena calidad en el sentido que su tiempo de vida es muy corto, esto sumado al mal uso que le da el usuario ala maquina, sobrecargandola,asi como no dandole el mantenimiento respectivo luego de un periodo de tiempo de uso. OPTIMIZACION DE LA EFICIENCIA DE LA MAQUINA DEbemos seguir las indicaciones del proveedor, en cuanto al mantenimiento y uso. asi como suministrar la tension especificada en la descripcion de la maquina. INSTRUMENTOS: Mulrimetro para medir tensiones. cronometro. llaves termicas

ANTUNEZ DE MAYOLO

SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO. Biografia

Santiago Ángel de la Paz Antúnez de Mayolo Gomero nació entre dos cordilleras: la Blanca y la Negra. El 10 de enero de 1887, en la provincia Aija, Ancash. La secundaria la inició en el centro educativo San Agustín de Huaraz y la concluyó, en 1904, en el colegio Nuestra Señora de Guadalupe junto a nuestros brillantes escritores Abraham Valdelomar y Federico More. Fue, en todos los centros que ha estudiado, un alumno ejemplar. En 1905, ingresó en la Sección de Matemática de la Facultad de Ciencias de la Universidad de San Marcos (UNMSM), donde conoce, entre otros, a los maestros García Godos, José Granda, Enrique Hermosa, Federico Villarreal. Este último lo motivó para estudiar la teoría física-matemática del polaco Hoené Wronski que le sirvió para hurgar en la física. En setiembre de 1907 obtuvo el grado de bachiller en Ciencias por San Marcos y, el mismo año, fue el primer latinoamericano en matricularse en la Universidad de Grenoble, en Francia, donde se tituló de ingeniero electricista y obtuvo un diploma de electroquímico. Como siempre, entre aplausos. Luego, su avidez por la ciencia lo lleva a Suiza, Austria, Alemania, Dinamarca, Suecia, Inglaterra, Estados Unidos. Cuando estaba en Noruega, en las fábricas de Notodden y Saahein en Rujkan, notó que las caídas de agua producían riqueza y pensó: "Con esfuerzo y dedicación las caídas en el Callejón de Huaylas también pueden producir igual o más riqueza". Luego su trabajo concretaría su pensamiento. No fue un turista, sino viajero interminable por y para el conocimiento en beneficio de su patria: el Perú. De vuelta al Perú, en 1913, laboró en la Compañía Hidroeléctrica del Cañón del Pato, donde elaboró los proyectos de una central y una fábrica de fertilizantes. Fue contratado por la Empresa Minera Huallanca en 1914 y luego por las Empresas Eléctricas Asociadas. En 1923, se doctoró en Ciencia Matemática por la UNMSM con la tesis "Teoría cinética del potencial newtoniano y algunas aplicaciones a las ciencias físicas" en la que plantea sus revolucionarias teorías que lo consagraron como sabio. Luego incursionó en política de manera fugaz. No duró. Lo suyo era la ciencia. Hubo ocasiones en que fue docente en tres lugares: UNMSM, Escuela de Ingenieros y la Escuela Nacional de Artes y Oficios. Enseñó, entre otros, Física General, Física Nuclear, Electroquímica General, Tracción Eléctrica, Centrales Hidroeléctricas. Después de sus clases, en las tardes, se dedicaba a sus investigaciones en el campo de la física. Forjador de la patria, apasionado en los misterios del átomo. Precursor En 1924, presentó su "Hipótesis sobre la constitución de la materia" en el Tercer Congreso Científico Panamericano en Lima, en la cual intuyó la existencia de un "elemento neutro" en la composición del átomo. Ocho años más tarde este hallazgo fue confirmado, en laboratorio, por el inglés James Chadwick (descubrió el neutrón). La gloria, entonces, se la llevó Inglaterra y Chadwick obtuvo el Premio Nóbel. Paradojas de la vida, mezquindad científica. Actualmente, en ninguna obra especializada sobre el neutrón se menciona la predicción de Antúnez de Mayolo, ni siquiera en Historia del Neutrón de Donald J. Hughes. Santiago Antúnez de Mayolo fue un científico visionario. Predijo, asimismo, la presencia del electrón positivo en los rayos cósmicos poco antes de que lo demostrara en laboratorio el norteamericano Carl Anderson (que lo llamó positrón). Para presentar este trabajo en la Academia de Ciencias de París (vitrina de las investigaciones científicas en ese tiempo) pidió ayuda al dictador Sánchez Cerro y, por supuesto, le negó un pasaje. Pero lo envió gracias a Francisco García Calderón, que ocupaba un cargo de gobierno en ese entonces. Más tarde, estos descubrimientos revolucionaron la física moderna. Otro que le ayudaba en ese afán era su amigo Louis de Broglio, Premio Nobel de Física. La característica principal de la producción intelectual de Antúnez de Mayolo fue su originalidad. Planteó hipótesis novedosas, abrió nuevas trochas en el conocimiento. Su sabiduría abarcó los campos más diversos: física, matemática, química, arqueología, historia y más. En su expedición a Chavín de Huántar, en 1915, hizo una descripción maravillosa de lo que después sería llamado OBELISCO. Fue amigo de Max Ulhe y de Julio C. Tello. El primero se interesó por los trabajos del sabio y quiso publicarlos en Alemania. El segundo le pidió prestado los mapas y los planos de sus expediciones a las ruinas de Chavín. Asimismo, tuvo inquietud por la historia y lo demostró con un excepcional relato de las causas y acontecimientos principales de la sublevación indígena par Pedro Pablo Atusparia en Huaraz, en marzo de 1885. Dejó en luto al Perú entero cuando saltó a investigar los misterios de la muerte, en 1967. "La obra de Dios esta escrita en todas partes, pero está escrita en jeroglíficos que hay que saber descifrar." Escribió el octogenario maestro Luis Jaime Cisneros, el 14 de agosto de 1959, en el 50 aniversario del sabio: "Los cincuenta años que cumple usted tiene que ser, ciertamente, para quienes hemos aprendido a admirarlo por su ciencia y a quererlo por su hombría de bien, acontecimiento que nos enorgullece como peruanos. Siento que la memoria de mi padre vuelve a recordarme muchas veces que tuvo su nombre listo para exhibírmelo como modelo de dedicación, de modestia, de patriotismo". Algunos proyectos de Santiago Antúnez de Mayolo para el Plan de Hidroelectrificación Nacional. Fuente: sisbib.unmsm.edu.pe/bibvirtual/publicaciones/editor/v02_n4/santiago.htm