Title: Lección: Motores y dinamos DC
Course: Tecnología e Ingeniería 1º Bachillerato 25-26

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Q: Transformaciones energéticas

En un motor eléctrico, la energía eléctrica se transforma en
- Energía mecánica cinética (Efectivamente. El motor mueve masas)
- Calor (Efectivamente, parte de la energía que consume el motor se transforma en calor. Se nota perfectamente que un motor eléctrico se calienta al conectarlo a la corriente. Este no es un efecto deseable, pero es inevitable. Cuanto más se caliente, peor rendimiento tendrá el motor.)
- Energía química (Energía mecánica potencial)
- Otro tipo de energía elećtrica
A: Energía mecánica cinética; Calor

Q: Fuerza electromotriz

Todo generador eléctrico tiene una resistencia interna que en el caso de las dinamos es producto de la resistencia de los cables con el que se construyen los bobinados. Por tanto, se puede modelizar eléctricamente un generador como una tensión con una resistencia interna.

[Image: fem]

Esa tensión interna del generador recibe el nombre de fuerza electro motriz (fem) y se representa con la letra griega epsilon (ε). Las unidades de la fem son [...]. La fem es {1MCS:menor~=mayor~igual}  a la tensión V entre los bornes del generador. La resistencia interna es la responsable del [...].

La fem es algo conceptual, no es algo que podamos medir ya que en un motor, tendríamos una fem en cada espira que [...].

La potencia que produce el generador es igual a [...]^2 significa elevado a 2

Las perdidas por calentamiento eléctrico son iguales a [...]

La energía mecánica que consume el generador para transformarla en electricidad es igual a [...]

Fuerza contraelectromotriz

En esencia, un motor y una dinamo son elementos simétricos en su funcionamiento aunque puedan ser anatómicamente idénticos. Existe un concepto análogo a la fem que en el caso de los motores se llama fuerza contra electro motríz (fcem).

El consumo eléctrico del motor será [...].

La potencia mecánica que produce el motor será [...].

La potencia perdida por calentamiento del conductor será [...].

Si aumenta la intensidad que pasa por el motor, el consumo eléctrico [...] y el calentamiento eléctrico [...].

Cuando aumenta el par que trasmite el motor la intensidad  [...]

Si paramos el motor agarrando el eje la intensidad  [...] y la fcem  [...].

Cuando un motor conectado a tensión no tiene fuerza suficiente para mover el sistema que tiene conectado, el consumo [...] que un motor en vacío
A: voltios / voltio / V; calentamiento del motor / calentamiento* / calor* / *perdida*eficiencia*; se suman; V*I; V²/ri; fem*I; V*I; fcem*I; V²/ri; aumenta; aumenta; aumenta; aumenta; se hace cero; es mayor
Gap 3 offers: se suman; se acoplan; se restan
Gap 4 offers: V*I; fem*I; V²/ri
Gap 5 offers: V*I; fem*I; V²/ri
Gap 6 offers: V*I; fem*I; V²/ri
Gap 7 offers: V*I; fcem*I; V/ri^2
Gap 8 offers: V*I; fcem*I; V²/ri
Gap 9 offers: V*I; fcem*I; V²/ri
Gap 10 offers: aumenta; disminuye; no cambia; se hace cero
Gap 11 offers: aumenta; disminuye; no cambia; se hace cero
Gap 12 offers: aumenta; disminuye; no cambia; se hace cero
Gap 13 offers: aumenta; disminuye; no cambia; se hace cero
Gap 14 offers: aumenta; disminuye; no cambia; se hace cero
Gap 15 offers: es mayor; es igual; es menor
Feedback: Nunca se debe conectar un motor a una carga tan grande que nos sea capaz de mover porque se comportará casi como un corto circuito, se pueden estropear tanto el motor como el generador

Q: Motor DC mixto (compound)

Es un motor que tiene una parte del bobinado del estator en serie con el rotor y otra en paralelo.

La parte en serie está formada por [...]. La parte en paralelo está formada por [...].

Sus caracteristicas son intermedias entre los motores serie y los motores shunt. Tienen más par de arranque que un motor [...]  pero menos que un motor [...].

Su velocidad depende del par más que en un motor [...]   pero menos que en un motor [...].
A: pocas espiras de hilo grueso; muchas espiras de hilo fino; paralelo / shunt; serie; paralelo / shunt; serie
Gap 1 offers: pocas espiras de hilo grueso; muchas espiras de hilo fino
Gap 2 offers: pocas espiras de hilo grueso; muchas espiras de hilo fino

Q: Un torno es...
- Semireversible
- reversible
- irreversible
A: Semireversible

Q: Si un imán que pueda girar se pone en un campo magnético gira hasta [...]

[Image: imán]

Si en ese momento se invirtiera la polaridad del imán que gira  [...]

[Image: motor]

Esto se puede conseguir si el imán que gira es un [...] y en el momento en el que los imanes se alinean [...]
A: alinearse; daría otra vuelta; electroimán; se cambia la dirección de la corriente eléctrica
Gap 1 offers: alinearse; ponerse perpendicular
Gap 2 offers: daría otra vuelta; no pasaría nada
Gap 4 offers: se cambia la dirección de la corriente eléctrica; se mantiene la dirección de la corriente eléctrica; se desconecta la tensión

Q: Electromagnetismo

Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un conductor [...] hay un campo magnético asociado. Las lineas de ese campo magnético son [...] con el conductor y se pueden observar acercando una brújula a un cable por el que pasa corriente, pero son muy débiles.

Cuando la corriente eléctrica cesa, ese campo magnético [...].

Para que exista magnetismo [...] que haya movimiento de cargas.

Una espira por la que pasa corriente, se comporta como un [...]. Pero será muy débil.

[Image: espira]

El polo norte estará encima o debajo de la espira y el sur en el otro lado

Si queremos aumentar su campo magnético asociado, podemos apilar espiras formando una bobina o solenoide. De esta manera, los imanes se suman.

Los electroimanes son imanes que se consiguen haciendo pasar una corriente eléctrica por [...]. Por tanto, son imanes que actúan como tales cuando pasa corriente y no cuando no pasa corriente. Si queremos aumentar la eficiencia magnética de la bobina, introducimos un núcleo de material paramagnético para que todas las lineas de campo atraviesen todas las espiras.

[Image: electroimán]
A: siempre; concéntricas; desaparece; es necesario; imán; una bobina / *bobina / *solenoide
Gap 1 offers: siempre; a veces
Gap 2 offers: concéntricas; radiales
Gap 3 offers: desaparece; se mantiene
Gap 4 offers: es necesario; no es necesario

Q: Partes de un motor DC

DC significa [...]

Rotor

Es la parte que gira. Se trata de un [...]

Estator

Es la parte que no gira. Se trata de un [...]

Colector

Es el sistema que conmuta la dirección de la corriente. Esta formado por las escobillas  y por las delgas. Las delgas son una chapas de metal unidas a la bobina del estator y las escobillas son unos trozos de grafito que tocan las delgas. Se usa grafito porque es [...] y tiene [...] coeficiente de rozamiento. Con el uso, las escobillas se desgastan y hay que sustituirlas. El la siguiente animación las escobillas vienen marcadas con la palabra [...] y las delgas con [...]

[Image: modelo motor dc]

En la siguiente animación el estator es [...],el rotor es [...], las delgas son  [...] y las escobillas son  [...]

[Image: modelo motor]
A: corriente continua; electroimán; puede ser tanto un imán permanente como un electroimán; conductor; bajo; brushes; commutator; azul y rojo; gris; cian; negro
Gap 1 offers: corriente continua; corriente alterna; eléctrico; electromecánico
Gap 2 offers: electroimán; imán permanente; puede ser tanto un imán permanente como un electroimán; material ferromagnético
Gap 3 offers: electroimán; imán permanente; puede ser tanto un imán permanente como un electroimán; material ferromagnético
Gap 4 offers: conductor; aislante
Gap 5 offers: bajo; alto
Gap 8 offers: azul y rojo; gris; verde; negro; cian
Gap 9 offers: azul y rojo; gris; verde; negro; cian
Gap 10 offers: azul y rojo; gris; verde; negro; cian
Gap 11 offers: azul y rojo; gris; verde; negro; cian

Q: Imanes permanentes y electroimanes

Los electroimanes [...]

¿Los electroimanes son nás fuertes que los imanes permanentes? [...]

Los imanes de neodimio son especialmente fuertes. Dos imanes de neodimio del tamaño de una goma de borrar son muy difíciles de separar por un hombre. Si dejas que se atraigan, el golpe es tan fuerte, que se pueden partir.

Los electroimanes pueden ser tan fuertes como deseemos [...] el número de espiras y [...]  la intensidad de electricidad que los atraviesa. Lo que conseguimos aumentnado [...]

En un motor DC el estator [...].

En los motores eléctricos potentes el estator es [...]
A: a veces atraen hierro; Depende; aumentando; aumentando; la tensión; puede ser un imán permanente o un electroimán; electroimán
Gap 1 offers: a veces atraen hierro; siempre atraen al hierro; nunca atraen al hierro
Gap 2 offers: Depende; Siempre; Nunca
Gap 3 offers: aumentando; disminuyendo
Gap 4 offers: aumentando; disminuyendo
Gap 5 offers: la tensión; la resistencia
Gap 6 offers: puede ser un imán permanente o un electroimán; es un electroimán; es un imán permanente
Gap 7 offers: electroimán; imán permanente

Q: Tipos de motores DC

Cuando el estator es un electroimán, su bobina puede estar asociada con  el estator
- En serie
- En paralelo
- Mixto (una parte en serie y otra en paralelo)
- El estator no es una bobina, por tanto, no se puede asociar ni en serie ni en paralelo ni de forma mixta con el rotor.
A: En serie; En paralelo; Mixto (una parte en serie y otra en paralelo)

Q: Motor DC paralelo (shunt)

Son motores en los que el estator es una bobina asociada en paralelo con la bobina del rotor. Por tanto la intensidad del estator y la intensidad del rotor [...]. El bobinado del rotor estará formado por [...]

Durante el arranque, la intensidad del estator [...] a la que tiene cuando ya está funcionando.

Durante el arranque, la intensidad del rotor [...] a la que tiene cuando ya está funcionando.

Por tanto el par de arranque es [...] al del motor ya funcionando.

Estos motores tienen una velocidad de giro que [...] del par transmitido. Por tanto, en vacio [...]
A: son diferentes; muchas espiras de hilo fino; es igual; es mayor; grande; depende mucho / no depende; son estables
Gap 1 offers: son iguales; son diferentes
Gap 2 offers: muchas espiras de hilo fino; pocas espiras de hilo gordo
Gap 3 offers: es mayor; es menor; es igual
Gap 4 offers: es mayor; es menor; es igual
Gap 5 offers: grande; pequeño; parecido
Gap 6 offers: depende mucho; no depende
Gap 7 offers: tieneden a embalarse; son estables
Feedback: Cuando el par de arranque es muy grande, puede ocurrir que la intensidad que pida el rotor sea mayor que la que da el generador. En ese caso, le robaría intensidad al estator y como resultado, el motor no desarrollaría un par suficiente para comenzar a moverse

Q: Motor DC serie

Son motores en los que el estator es una bobina asociada en serie con la bobina del rotor. Por tanto la intensidad del estator y la intensidad del rotor [...].

El bobinado del rotor estará formado por [...]

Durante el arranque, la intensidad del estator [...] a la que tiene cuando ya está funcionando.

Durante el arranque, la intensidad del rotor [...] a la que tiene cuando ya está funcionando.

Por tanto el par de arranque es [...] al del motor ya funcionando.

Estos motores tienen una velocidad de giro que [...] del par transmitido. Por tanto, en vacio [...]
A: son iguales; pocas espiras de hilo gordo; es mayor; es mayor; muy grande; depende mucho; tieneden a embalarse
Gap 1 offers: son iguales; son diferentes
Gap 2 offers: muchas espiras de hilo fino; pocas espiras de hilo gordo
Gap 3 offers: es mayor; es menor; es igual
Gap 4 offers: es mayor; es menor; es igual
Gap 5 offers: muy grande; muy pequeño; parecido
Gap 6 offers: depende mucho; no depende
Gap 7 offers: tieneden a embalarse; son estables

Q: ¿Como es el consumo electrico de arranque en el caso de un motor eléctrico de corriente continua?
- Siempre más grande que el del motor funcionando (Cierto puede ser más de 3 veces mayor)
- Parecido al del motor funcionano
- Depende de si se trata de un motor serie, uno paralelo o uno compound
A: Siempre más grande que el del motor funcionando

Q: Inducción electromagnética

Al igual que una corriente eléctrica [...] produce un campo magnético, un campo magnético también {1MCS:= puede producir~produce} una corriente electrica. Para ello, es necesario que el campo magnético varíe. Un campo magnetico estático no produce una corriente eléctrica. Este fenómeno físico es la base de los generadores eléctricos.

Podemos variar un campo magnético  usando un electroimán por el que pase una corriente variable, o bien acercando y alejando un imán al conductor sobre el que se desea inducir una corriente.

Cuando el conductor el concuctor que siente el campo magnético variable es un solenoide o [...] el efecto se[...]. En cada espira se generará una corriente electrica de manera que el conjunto se comportará como un montón de generadores en [...]
A: siempre; bobina; amplifica; serie
Gap 1 offers: siempre; a veces
Gap 3 offers: amplifica; reduce
Gap 4 offers: serie; paralelo; asociados de manera mixta

Q: Michael Faraday

Michael Faraday fue uno de los científicos más influyentes de la historia. Uno de sus muchos campos de investigación fueron los campos magnéticos que se generan alrededor de un conductor cuando pasa electricidad a través de él. Inventó unos dispositivos que giraban por efecto de corrientes eléctricas e imanes. Esos dispositivos eran prácticamente incapaces de transmitir movimiento a otro sistema pero son los antecesores de los actuales motores eléctricos. En esta conferencia, hablan de como Faraday enfocó ese campo de investigación. El ponente muestra algunos de los dispositivos móviles que creó pero a demás muestra el cuaderno de laboratorio de Faraday he intenta describir su forma de enfrentar el problema que es muy científica.  A partir del minuto 26 se muestran algunos de los artilugios móviles electromagnéticos que discurrió Faraday, pero toda la conferencia es muy interesante para un estudiante de ciencias ya que no habla solo de los resultados de una investigación, sino también del proceso.

En uno de los modelos de artilugios móviles, el conferenciante muestra uno algo diferente al que Faraday discurrió y eso es porque para mantener contacto eléctrico en conductores que se mueven, Faraday usó [...]. No hace falta ver toda la conferencia para responder la pregunta, aunque toda es interesante. En cualquier caso, si no te apetece verla, asume que tendrás un punto menos es esta lección.

Se dice que en una ocasión, mientras Faraday daba una conferencia, un político, que estaba entre el público, le preguntó para qué podrían valer esos artilugios móviles que mostraba, incapaces de mover nada más. Dicen que Faraday contestó: "Dentro de unos años se cobrarán impuestos por esto".
A: mercurio
  Hint: Se trata de un material venenoso, por eso el conferenciante no lo usa
  Hint: Es un elemento metálico líquido.

Q: Dinamos

Los generadores de corriente continua se llaman dinamos. Son similares a los motores DC.

Por tanto,  las dinamos constan de una parte fija llamada [...] y una parte móvil llamada [...]. El estator es un imán permanente, mientras que el rotor es un electroimán.  El campo magnético a través de la bobina del rotor varía por que gira.

 Si aumentamos el número de espiras del rotor[...] tensión de salida.

Las dinamos necesitan un colector, al igual que los motores DC, que conmute entre los extremos de la bobina. De otra forma, se produciría corriente alterna. Por tanto en esencia, un alternador es ideńtico a una dinamo [...], con la bobina en el [...] y con el imán permanente en el [...].

En una dinamo, el imán permanente es el [...] mientras que la bobina es el [...]. En un alternador, el imán permanente es el [...] mientras que la bobina es el [...].

Los motores DC  [...] se comportan como dinamos
A: estator; rotor; aumenta; sin colector; estator; rotor; inductor; inducido; inductor; inducido; con imán permanente en el estator
Gap 3 offers: aumenta; disminuye; no afecta a la
Gap 4 offers: sin colector; con colector
Gap 7 offers: inductor; inducido
Gap 8 offers: inductor; inducido
Gap 9 offers: inductor; inducido
Gap 10 offers: inductor; inducido
Gap 11 offers: con imán permanente en el estator; con bobina en serie en el estator; con bobina en paralelo en el estator