Motor Eléctrico

­­El motor eléctrico: Informe Escrito

Integrantes: Gabriela Cordero, Nicole Martínez, Maria Alejandra Montero, Camila Orozco. 

Definición de motor eléctrico: Máquina cuya función es convertir la energía eléctrica en energía mecánica.

Inventor: Michael Faraday (1791-1867). Padre del electromagnetismo. Se le atribuye el descubrimiento del fenómeno de la inducción (generación de una corriente eléctrica en un conductor en movimiento en el interior de un campo magnético físico) fundamento de todos los generadores y motores eléctricos por lo que se considera como su inventor. Investigó sobre la electrólisis y descubrió las dos leyes fundamentales que llevan su nombre:

§  La masa de sustancia liberada en una electrólisis es directamente proporcional a la cantidad de electricidad que ha pasado a través del electrolito masa = equivalente electroquímico, por la intensidad y por el tiempo (m = c I t).

§  Las masas de distintas sustancias liberadas por la misma cantidad de electricidad son directamente proporcionales a sus pesos equivalentes.

Se denomina faradio (F), en honor a Michael Faraday, a la unidad de capacidad eléctrica del SI de unidades. Se define como la capacidad de un conductor tal que cargado con una carga de un culombio, adquiere un potencial electrostático de un voltio. Su símbolo es F.

Principios de funcionamiento

Explicación general:

El funcionamiento básico de un motor se puede resumir de la siguiente manera: Una corriente eléctrica es transportada por el cable que rodea la bovina o el eje; esto genera un campo magnético. Al ir pasando la electricidad por el cable, se da una interacción entre los dos campos magnéticos del motor (uno interno causado por la corriente y el otro causado por los imanes) donde se repelen en un punto lo que causa el movimiento rotacional, como producto de las fuerzas de atracción y repulsión. A este fenómeno es utilizado para generan campos magnéticos transitorios, a los que se denomina habitualmente electroimán, ya que solo tiene propiedades magnéticas si una corriente circula por el conductor que lo constituye.

Imagen 1: Campo magnético

 El funcionamiento de un motor de 3 bovinas necesita de un conmutador, una pieza que comunica cada bovina a una entrada y salida respectiva. Se conecta el conmutador con unos cepillos, cables gruesos de metal que transmite la corriente desde la batería hasta las bovinas.

Principios físicos involucrados:

Inducción electromagnética: La inducción electromagnética es fenómeno que se produce cuando un cuerpo que se expone a un campo magnético produce una fuerza electromotriz. Si el cuerpo expuesto es un conductor, el resultado es una corriente eléctrica. ­ 

Magnetismo: El magnetismo es una fuerza natural de atracción que se produce cuando un objeto llamado magnetita es atraído, o es repelido hacia un objeto que ha sido imantado (una ionización del objeto) el cual posee 2 polos: uno positivo  uno negativo. Objetos de carga positiva se atraen, objetos de carga negativa se repelen.

Fuerza electromotriz: Fuerza originada en el mecanismo que transporta portadores de carga en un sentido opuesto al que el campo eléctrico intenta moverlos.

Energía química: Energía que se genera como resultado de interacciones y reacciones químicas de ciertas sustancias. Las baterías que son necesarias para utilizar como fuente de poder del motor trabajan por energía química.

Motor de tres bobinas

Partes:

Eje central: Es el eje en donde se colocan las bobinas y al cual se transmite la fuerza cinética como movimiento. El eje gira como consecuencia del movimiento de las bobinas que a su vez giran por la repelencia magnética.

Bobinas: Tornillos envueltos (250 vueltas) con alambre de cobre esmaltado. El cobre conduce la corriente eléctrica alrededor de cada vuelta creando un campo magnético interno que interactúa con

Conmutador: Pieza que consta de tres placas de aluminio que conectan las bobinas con los cepillos y permiten la creación del campo electromagnético. El conmutador debe conectarse correctamente, de manera que cada bobina esté conectada las dos placas opuestas para permitir el flujo.

Cepillos: Cables más gruesos de cobre que conectan el conmutador con el cableado y la fuente de poder. Puede sustituirse por una lámina de cobre.

Cableado: Transmite la corriente de la batería hacia el resto del sistema del motor.

Fuente de poder: La componen 2 baterias de 1,5 voltios que operan bajo principios de energía química.

Resumen de construcción

1.      Preparar el eje. Sobre un eje de soporte se deben situar tres tornillos equidistantes, a 120 grados de separación.

2.      Embobinado. Se debe cubrir cada tornillo con 180 vueltas de cobre, aproximadamente, dejando bastante cable libre en los extremos.

3.      Conexión eléctrica. Construya el conmutador situando tres láminas de cobre o aluminio sobre un extremo del eje con distancias equidistantes, a 120 grados aproximadamente. Organice la conexión de los cables según la siguiente imagen, y asegure con cinta adhesiva.

 

Imagen 2: Conexión eléctrica al conmutador

4.      Cepillos de contacto. Ya sea con una lámina de cobre o cable de alto calibre, forme dos estructuras sobre la base de su motor que suban y siempre toquen las placas de conmutador.

Motor de una bobina

Introducción

El motor eléctrico de una bobina tiene el mismo funcionamiento de anterior. Se diferencia únicamente en que este motor va ser más simple, por lo que todos los componentes se reducen. De esta manera, se van a realizar menos vueltas al embobinar, se utilizará solo una pila, y los soportes pueden ser hasta clips.

No obstante los principios físicos son los mismos, se trata de construir un electroimán cuyo resultado sea el movimiento rotatorio o circular de la bobina.

Partes

1.      Eje de soporte (tornillo). (Imán transitorio)

2.      Un conmutador.

3.      Cepillos (clips).

4.      Un Imán de campo. (Imán permanente)

Esquema de construcción

Imagen 3: interrelación de las partes del motor simple.

Imágenes del Motor Eléctrico de Tres Bobinas

Imagen 4: Motor de 3 bobinas.

Imagen 5: Tres bobinas con conmutador.

Imagen 6: Conexión entre las baterías y el motor.

Imagen 7: rotación del motor de tres bobinas.

Imagen 8: paso de corriente al motor en el conmutador.

Vídeos relacionados con los motores eléctricos:

Bibliografía

Edward M. Purcell. (2005). Electricidad y Magnetismo. Barcelona, España: Editorial Reverté, S.A.

Eduardo Alberto Bellini. (2003).Construcción de un motor eléctrico. Consultado en: http://www.cienciaredcreativa.org/informes/motor.pdf

http://webs.mn.catholic.edu.au/physics/emery/hsc_motors_labs_II.htm. (s.f.).

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Ensayo Nicole Martínez Villalobos

¿Son humanos ó máquinas?

Pensar en robots, es pensar en la silueta de un ser humano, simplemente porque sabemos que nuestra estructura física contiene múltiples ventajas, por lo que crear una máquina como nosotros es algo que garantiza muchas habilidades. De este modo, los robots, desde un contexto cultural, son visualizados como objetos metálicos que se ven y actúan como seres humanos, pero poseen fortalezas que solo la tecnología puede brindar, ya que son físicamente imposibles para nosotros. No obstante cuando visualizamos un robot, lo vemos personificando las tareas que consideramos básicas o cotidianas, y tiempo después realizando las tareas que sabemos que nos son imposibles. Ahora bien, ¿será que deseamos crear un mejor ser humano o simplemente buscamos alguien que sea nuestro ayudante personal?

Estas ideas ya no son tan lejanas a nuestra realidad, resulta que verdaderamente se están creando robots a los cuales se les han llamado androides, justamente por verse y actuar como los seres humanos. Los robots del futuro no serán más máquinas con tareas sistematizadas y funciones definidas. Estos serán “agentes cada vez más autónomos, capaces de adoptar funciones que antes solo realizaban los seres humanos.” Es decir, no estamos buscando máquinas especializadas sino algo un poco más sencillo, un ayudante, algo que se pueda desenvolver en cualquier ámbito y que sea capaz de tomar sus propias decisiones bajos nuestras directrices; un ser tecnológicamente auto pensante y obediente.

No obstante, esto tan sencillo, es en realidad, una meta bastante compleja. Para que un robot pueda desenvolverse en cualquier ambiente necesitará percibir su entorno, y explorar diferentes alternativas para encontrar soluciones a las diferentes situaciones en las que se deba desenvolver. Por ejemplo, un robot llamado HERB, desarrollado por Carnegie Mellon, puede tomar una caja de jugo y colocarlo en otro lado, pero esta acción le tomará varios minutos, puesto que para empezar él es capaz de reconocer el tipo de objeto con el que está tratando y aplica diferentes leyes de física para realizar esta acción.

Otro aspecto a cuidar es el desarrollo social de estas máquinas futurísticas, puesto que si están diseñadas para verse y moverse como un ser humano, de igual manera deberá saber cómo comportarse dentro de una sociedad, ya que este será su espacio de funcionamiento. No obstante no es solo el comportamiento de la máquina con la que debemos tratar, sino también con la aceptación social de las personas hacia estos nuevos individuos. Es así como no solo debemos pensar que para tener éxito al diseñar un robot debemos considerar todas las capacidades tecnológicas así como las capacidades de percepción y convivencia con ó hacia los seres humanos.

Para concluir, no son humanos lo que estamos desarrollando, es posible que nuestra sociedad no pueda acostumbrarse a la idea de una máquina imitándonos, haciéndonos creer que piensa y toma decisiones por sí misma cuando en realidad, estaremos tratando con algo que le es indiferente lo que sucede en su entorno puesto que si no es consciente de lo que pasa no existe. Entonces, no nos podemos engañar, un robot, una máquina de este tipo, siempre será el escudo de su coordinador y la presencia de sus intenciones. Y es en realidad, esto la clave de todo, no serán humanos hasta que puedan poseer el atributo más valioso que nos caracteriza la conciencia, como herramienta fundamental para tomar decisiones correctas. Sin embargo, si la tecnología llega al punto en el que no puedes notar la diferencia entre una máquina y una persona realmente importará que sea, es decir como juzgar cuando se desconoce su procendencia.

Nicole Martínez Villalobos.

Ensayo basado en el artículo Humanos 2.0; National Geographic; Agosto, 2011

Ensayo Camila Orozco

Humanos 2.0?  Somos o no lo que hacemos?

Las propiedades humanas componen un tema en extremo complejo e intrínseco; definir que hace a una persona un ser humano es un concepto que solo yace de manera inconsciente y permanente en la percepción de cada persona. Es extremadamente difícil tratar de enmarcar las maneras en que decidimos que nos hace únicos, pues sería aceptar que nos limitamos. Nuestro proceso de razón, nuestra cualidad más especial, e irrepetible, tiene la capacidad de producir más allá de nuestra imaginación. La programación robótica es probablemente una de las actividades más fascinantes que el hombre pueda lograr, pues en ella tratamos de compartir nuestro rasgo característico con una de nuestras creaciones. ¿Cómo hacer que un objeto piense? Reconocemos que el pensamiento y el proceso de racionalización del ambiente que nos rodea es una característica que solo el ser humano posee, pero encontramos una manera de que estos robots programados puedan simular este proceso de pensamiento.

La inteligencia artificial es el derivado del deseo del ser humano de avance, de lograr inventar un mecanismo tan complejo capaz de realizar tareas y procesos de análisis que asemejen en gran medida a los humanos. Simplificar los diferentes aspectos de la vida cotidiana de una persona parece ser el fin que justifica una inversión tan grande de recursos y conocimiento científico. Pero no satisface también la investigación la pregunta de hasta dónde podemos llegar en la fabricación de un sistema que sea casi una réplica exacta de lo que un ser humano es? Por supuesto este ensayo no pretende profundizar en el tema de la motivación a construir un robot, ni de como nuestros deseos de descubrimiento y superación nos llevan a terrenos desconocidos, sino de las implicaciones que estos avances tecnológicos tienen para nosotros. Separándola del ambiente controlado que posee un laboratorio, la inteligencia artificial presenta un problema fundamental que hasta ahora pone en pausa cualquier avance significativo que este campo pudiese tener: auto programación. Es fácil colocar cualquier cosa en un ambiente controlado y obtener la respuesta que esperábamos, pero que ocurre cuando ese robot que se programa para cierta tarea pierde el control de su entorno, cuando es incapaz de adaptarse a una nueva situación, un nuevo conflicto que necesita de un análisis y un pensamiento propio? Porque podemos dotar a los androides de todo, pero no podemos dotarlos de instinto, de ingenio, de una adaptación natural que es el resultado de miles de años de evolución y que damos por sentado todos los días. Si un robot se ve exactamente como una cierta persona, hace todo lo que la persona hace, actúa como la persona actúa, piensa como esa persona? Incluso es capaz de pensar? Podemos simular una reacción emocional, pero podemos implantar en ellos conciencia? Condicionada y moldeada a la forma de la vida de la cual estamos tan acostumbrados? Quizás el atractivo de esta tecnología es que no podemos, es quizás el hecho de que estamos obligados a interpretar el lado más objetivo de las situaciones, para poder asignar a nuestro robot, una tarea que se encuentre al alcance de sus posibilidades.

Las emociones gobiernan la toma de decisiones, influencian casi todos los aspectos de nuestra vida, y eso permite que en un rango de percepción entendamos que somos maquinas con un soporte ético y sentimental que nos sostiene bajo todos los preceptos de vida. La diferencia fundamental radica en que un robot nunca será capaz de tener ese descubrimiento, pues fue creado y como un producto, se ve por siempre condicionado a su creador, a su diseñador, a alcanzar su máximo potencial dentro de lo que su creador le definió ser. Claramente no hablamos de un régimen, ni de una aglomeración sin sentido, sino de una escalera de avance que tiene graves implicaciones humanas en un campo puramente tecnológico. En mi opinión, no podemos contextualizar sin problema lo que simboliza tener alcance a una tecnología de este tipo, pero el aporte y el beneficio que esto significa para las diferentes áreas HUMANAS de la vida cotidiana deben hacer que el estudio de la robótica sea interpretado como un paso positivo en lugar de una amenaza o un salto a oscuras dentro de lo desconocido. 

El valor de la nueva generación metálica que se está fabricando, está definido por las manos de aquellos que deciden construirlos, que diseñan sus pensamientos, y establecen todos sus parámetros, por lo que las consecuencias con las que lidiemos son solo aquellas de las de causa y efecto que estemos dispuestos a aceptar. Es solo en un caso total de descontrol donde se perderá la habilidad de limitar las capacidades de la inteligencia artificial, y en donde nos veremos amenazados en un ámbito más allá de la pérdida de nuestros trabajos mecánicos y nuestros quehaceres cotidianos.