Revista Cultural Digital
ISSN: 1885-4524
Número 22 - Primavera 2011
Asociación Cultural Ars Creatio - Torrevieja

 
Diseño y construcción de un motor de corriente continua (parte 1.ª) Ángel Mahiques Benavent

Proyecto tecnológico


1. Introducción

 

El siguiente proyecto está pensado para la construcción de un motor de corriente continua con los alumnos de segundo de la ESO en la materia de Taller de Tecnología, en colaboración con el departamento de Informática, para la elaboración del diseño y la documentación relacionada con el mismo. A tal fin, se desarrolla a continuación todo el proyecto explicado paso a paso. Concretamente, el recurso está pensado para ser realizado en:

 

Etapa: Educación Secundaria Obligatoria

Ciclo: Primer ciclo de la ESO

Nivel: 2º de la ESO

Área: Tecnología

Materia: Taller de Tecnología e Informática

Bloque Curricular: tal y como establece la ORDEN de 27 de mayo de 2008, de la Consejería de Educación, por la que se regulan las materias optativas en la Educación Secundaria Obligatoria, trabajamos los siguientes bloques:



  • El saber pensar tecnológico y el saber hacer técnico

  • Técnicas de creatividad e innovación tecnológica

  • Valores y conocimiento socio-cultural de las tecnologías



En cuanto a las orientaciones didácticas, simplemente diremos que este material está pensado como una guía que debe seguir el alumno paso a paso, para conseguir construir un motor de corriente continua.


OBJETIVOS


Este proyecto surge a partir de la necesidad de elaborar material didáctico para distintas áreas del instituto, concretamente para las materias de tecnología e informática, utilizando los recursos disponibles en el aula taller de tecnología y en el aula de informática.


Los objetivos que nos propusimos y que dieron lugar a los materiales que aquí se presentan se podrían agrupar en:


  • Realizar material didáctico para utilizar directamente en el aula con alumnos con necesidades educativas especiales.


  • Aportar material didáctico en soporte fotográfico de los trabajos realizados, y que puedan dar una idea de la solución adoptada para después trabajarla en clase con los chavales, y que tanto los alumnos como los profesores puedan utilizar este material como guía.


  • Perder el miedo innato que tenemos muchas veces al trabajo con ciertas herramientas eléctricas y conocer las normas básicas de seguridad e higiene, así como aprender su funcionamiento básico para enseñarlo posteriormente a los alumnos.


  • Poner de manifiesto la realidad de la construcción de distintos materiales y establecer una metodología de trabajo, para superar las dificultades que puedan surgir a la hora de construirlos con los alumnos, así como establecer una temporalización adecuada.


  • Elaborar material curricular para la construcción de proyectos en el ámbito científico-tecnológico (vistas, planos, circuitos, esquemas…).


  • Conocer todos los recursos disponibles en el instituto para la elaboración de proyectos (herramientas, máquinas eléctricas, aula de informática…), de forma que todo el mundo conozca el material existente en los distintos departamentos y pueda utilizarlos en caso de ser necesario.


  • Reutilizar materiales cotidianos para la elaboración de proyectos.

 

2. Desarrollo del proyecto: Motor de corriente continua.

A continuación, se desarrolla la construcción de un motor de corriente eléctrica, para su posterior utilización y construcción con los alumnos en el aula taller de tecnología.


El problema técnico que hay que abordar consiste en diseñar, analizar y construir un motor eléctrico de corriente continua.

Este motor “didáctico”, de corriente continua, permitirá:


  • Transformar la electricidad en energía mecánica, mediante el movimiento de giro de un eje.

  • Analizar y comprender la interacción que se produce entre un campo magnético y una corriente eléctrica, ya que como sabemos toda corriente eléctrica lleva asociado un campo magnético a su alrededor que es perpendicular al sentido de avance de la corriente.


El motor eléctrico debe ser capaz de cumplir las siguientes especificaciones técnicas.


  • Ha de ser capaz de girar al conectarlo a una batería, aunque inicialmente se le deba proporcionar el impulso inicial.

  • Debe disponer de dos sentidos de giro, en función de cómo se conecte a los bornes de la batería.


2.1. Materiales necesarios


Para construirlo, es preciso reunir, como mínimo, los materiales y operadores básicos que se citan a continuación. La mayoría de ellos están disponibles en el aula taller de tecnología.


  • Tablero de madera DM, para la base del motor, con unas dimensiones aproximadas de 16x10 cm.


  • Anillos o discos de madera (obtenidos al cortar en secciones una barra de madera para colgar cortinas) de 3 cm de diámetro.


  • Hilo de cobre esmaltado, necesitaremos una longitud aproximada de entre 4 y 5 metros por motor.


  • Barras de hierro de 8 mm de diámetro y una longitud aproximada de 4´2 cm


  • Tuercas (métrica 4) y arandelas.


  • Tornillos y clavos varios

  • Cola de contacto

  • Regleta de conexiones

  • Rotulador permanente

  • Varilla roscada

  • La chapa de una lata de refresco o la chapa que tenemos en el taller de tecnología.

  • Imanes (se pueden obtener de las puertas de los armarios de cocina o también en el material disponible en el taller proporcionado por la casa traditecno).


2.2. Herramientas


Las herramientas y máquinas que utilizaremos serán, en general, todas aquellas disponibles en el aula taller de tecnología, pero cabe citar las siguientes:



  • Instrumentos de medida y de trazado: regla y escuadra, lápiz

  • Destornilladores

  • Alicates

  • Limas






  • Barrena

  • Llaves fijas









  • Tijeras de chapa

  • Polímetro digital




  • Soldador

  • Hilo de Estaño

  • Esmeriladora

  • Taladro vertical


  • Sierra de Ingletear eléctrica

 

2.3. Construcción paso a paso.

 

A continuación se detallan los pasos a seguir para la construcción del motor.

  • Recopilación del material y herramientas necesarios, es importante comprobar que se tiene todo el material necesario, en caso contrario solicitarlo antes de comenzar a construir el motor
  • Cortar los discos de madera (reciclados de una barra de cortina)

  • Agujerear el centro del disco de madera.

 

  • Realizar un agujero en el centro de la barra de hierro (mediante el taladro vertical), para así poder utilizar la barra de hierro como núcleo magnético del rotor, al arroyarle el hilo de cobre.

  • Medir 10 cm. de varilla roscada

  • Cortar la varilla roscada con una longitud aproximada de 10 cm; hay que tener especial cuidado en no doblar la varilla roscada.

  • Una vez cortada la varilla roscada, nos hacemos acopio del siguiente material para seguir: varilla roscada (de 10 cm de longitud), tuercas, y núcleo de hierro, tal y como aparece en la siguiente imagen.

  • Pasar la varilla roscada por el centro del núcleo de hierro

  • Sujetar con tuercas el núcleo de hierro a la varilla roscada.

  • Comprobar el perfecto equilibrado del núcleo de hierro sobre la varilla roscada, girando el núcleo de hierro y comprobando la distancia de los extremos del núcleo a un punto fijo.

  • Si en el paso anterior se comprueba que el núcleo de hierro no esta perfectamente equilibrado (no esta el agujero en el centro de la barra) utilizamos la esmeriladora eléctrica para quitar la parte sobrante.

  • Cogemos el hilo de cobre, entorno a 4 o 5 metros, y elegimos el punto medio del cable (juntando las dos puntas), de forma que nos queden entorno a 2 metros hasta los extremos del cable.

  • Colocamos el punto medio del hilo de cobre sobre el cruce del núcleo de hierro y la varilla roscada.

  • Arrollar hilo de cobre (importante siempre en la misma dirección y dejando unos 5 cm de cada punta del hilo sin arrollar) alrededor del núcleo de hierro.

  • Comprobar el funcionamiento del devanado como electroimán, para ello hay que conectarlo a una fuente de alimentación; de esta forma comprobamos (si el núcleo esta bien bobinado) como al circular corriente se comporta comoun electroimán atrayendo el hierro. (Ver experimento electroimán)

  • Colocar el disco de madera, para ello introducimos primero una tuerca y una arandela, a continuación el disco y nuevamente una arandela y una tuerca, podríamos pensar en utilizar dos tuercas a cada lado del disco de madera (sistema tuerca contra tuerca) pero hay que disminuir al máximo el peso del rotor para evitar su rozamiento, por ello en principio únicamente utilizaríamos un tuerca.

  • Nos aseguramos de que el disco de madera quede fuertemente sujeto, para ello apretamos las tuercas contra el disco.

 

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