PROTOTIPO1. Elección del tema Generador eléctrico casero 2. Justificación A medida que pasa el tiempo el hombre ha desarrollado diversas formas de generar energía eléctrica, pero cada vez se hace más evidente la necesidad de buscar nuevas formas de generación de la misma a un costo más bajo y con mayor eficiencia. - Los cortes de electricidad en la ciudad de Juliaca, ocurren al menos una vez al mes y por todo el día, pero que hacer cuando hay corte de electricidad y necesitamos comunicarnos urgentemente y necesitamos el celular y la batería esta bajísima. O Cuando nos encontramos en un lugar apartado de la ciudad o simplemente nos encontramos en una emergencia como podría ser un terremoto, una inundación, etc. necesitamos un celular con una batería bien cargada para comunicarnos y pedir ayuda. 3. Planteamiento del problema El presente proyecto está enfocado en la construcción de un generador eléctrico casero, con el fin de obtener electricidad, demostrar la sustentabilidad de dicho proyecto realizando pruebas para demostrar el funcionamiento del prototipo diseñado no solo para encender diodos led o pequeños foquitos, sino también a cargar baterías para resolver el siguiente problema. ¿Será posible generar energía eléctrica y poder cargar la batería de un celular a bajo costo y accesible a cualquier persona mediante el generador eléctrico casero construido solo con materiales reciclables? 4. Objetivos Construir un generador eléctrico casero utilizando solo materiales reciclables a bajo costo y accesible a cualquier persona que nos permita cargar la batería de un celular en diferentes situaciones de emergencia o en lugares donde no exista energía eléctrica, realizando las respectivas pruebas de funcionamiento. 5. Hipótesis La producción y transformación de la energía mecánica a eléctrica con el generador eléctrico casero es de gran utilidad cuando hay corte de energía eléctrica ya que se puede aprovechar para cargar la batería de celulares o otros artefactos pequeños que no superen los 5 voltios. 6. Marco teórico - 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. - Motor eléctrico DC El motor eléctrico DC es una máquina de corriente continua (generador o motor) se compone principalmente de dos partes. El estator da soporte mecánico al aparato y contiene los devanados principales de la máquina, conocidos también con el nombre de polos, que pueden ser de imanes permanentes o devanados con hilo de cobre sobre un núcleo de hierro. El rotor es generalmente de forma cilíndrica, también devanado y con núcleo, alimentado con corriente directa mediante escobillas fijas (conocidas también como carbones). Batería de celular La batería de celular, también denominada batería Li-Ion, es un dispositivo diseñado para almacenamiento de energía eléctrica que emplea como electrolito una sal de litio que consigue los iones necesarios para la reacción electroquímica reversible que tiene lugar entre el cátodo y el ánodo. durante toda la descarga, la tensión varía mucho: si la tensión nominal de una celda de litio es de 3,6V, la tensión máxima se hallará en torno a 4,2V, mientras que la tensión mínima recomendada es 2,5V para evitar la descarga profunda de la batería y la reducción de su vida útil. Esto significa que la variación de la tensión de celda con respecto al estado de carga es constante. Es decir, la pendiente de la recta dV/dC es constante (si se representa gráficamente, la tensión en función de la descarga es una línea recta). Eso facilita el conocer con buena precisión el estado de carga de la batería. - Voltaje La tensión eléctrica o diferencia de potencial (también denominada voltaje) es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. También se puede definir como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada para moverla entre dos posiciones determinadas. Se puede medir con un voltímetro.3 Su unidad de medida es el voltio. 7. Resolución o metodología A través de la elaboración de una maqueta se reflejar el proceso que genera la energía mecánica a eléctrica y así comprobar resultados positivos: - Producir energía por medio de la fuerza humana con diferentes variables. - Generar un voltaje de 2 a 5 voltios según las vueltas que se da al generador. - Valorar la fuerza humana para generar energía eléctrica mediante el generador. - El movimiento óptimo de las poleas genera energía suficiente para encender leds y cargar baterías que no sobrepasen los 5 voltios. 8. Cronograma a. Planificación de la elaboración del prototipo Proceso Fecha Datos Recolección de Buscar de los materiales en casa y 10-08-16 materiales comprar los que hacen falta. Desarrollar la polea, la base y el eje de la misma; los soportes necesarios para el generador; cortar el lápiz y el triplay Diseño del prototipo 11-08-16 a la medida necesaria; y realizar una base resistente también de cartón que sostenga nuestro generador. Armar el generador y pegar todos los Armado y pintado del elementos en la base de cartón; y 12-08-16 prototipo pintarlo con témpera para que se vea más presentable. Realizar pruebas mediante un multímetro para ver cuánto voltaje se Pruebas del produce al girar la manija del generador funcionamiento y la y cuáles son las variaciones en cuanto a 13-08-16 medida del voltaje que la velocidad de vueltas que de por genera. minuto; conectar el cable del celular mediante las pinzas cocodrilo al generador y probar que si carga la batería ya que la batería del celular solo requiere 3.7 v b. Información acerca del prototipo Este prototipo llamado generador eléctrico casero lo hice basados en los modelos que observé en el internet; y no solo eso sino que también de un proyecto presentado por un grupo de estudiantes de otro país que lo encontré en internet, pero ellos lo hicieron a partir de la rueda de una bicicleta con la ayuda de un pedal impulsada con la mano para girar dicha rueda y a partir de un dínamo generar electricidad. c. Características del prototipo Ya estimando los problemas al inicio del proyecto, este prototipo (generador eléctrico casero) tienes la capacidad de generar energía de hasta 3.5 v o más según la velocidad de las poleas. También se observa la transformación de energía mecánica a eléctrica al girar la manija del generador. - Produce energía eléctrica por medio de la fuerza humana con diferentes variables. - Generar un voltaje de 2 a 5 voltios según las vueltas que se da al generador. - El movimiento óptimo de las poleas genera energía suficiente para encender leds, foquitos y cargar baterías que no sobrepasen los 5 voltios. d. Cambios realizados del prototipo La gran mayoría de los prototipos observados en el internet no son de material reciclable y también solo le dan uso para prender diodos led. Pero en este caso el prototipo que construí es de material reciclable y aparte de eso el valor agregado es que no solo prende diodos led sino que puede cargar baterías de celulares en casos que no contemos con energía eléctrica. e. Procedimientos para elaborar el prototipo - Realizar una circunferencia mediante el compás en el cartón un poco más pequeño que la del CD. - Luego pegar la circunferencia del cartón en el CD lo más centrado posible con la silicona líquida, después pegamos el otro CD encima del cartón; y así ya estará casi lista la polea. - Perforar la polea por el centro con la ayuda de un punzón o un clavo para que el lápiz (eje de la polea) calce lo más justo posible. - Ahora realizar la base para la polea utilizando cartón, la cual serán 4 trapecios del mismo tamaño, juntándolos de a 2 con la silicona líquida. - Perforar los trapecios en la parte superior con un punzón para que calce el eje de la polea. - Pegamos con silicona el eje al CD y colocamos la liga. - Luego de esto hacer una base de cartón para pegar todos los elementos del generador eléctrico. - Reforzamos la estructura con unos pedazos de cartón para que al girar la polea no se nos caiga. - Completar la manivela de nuestro generador pegando al eje un pedazo de triplay rectangular que servirá de brazo y en el otro extremo un lápiz pequeño. - Pegar el motor eléctrico de modo que las dos poleas queden bien alineadas y luego unimos los dos poleas mediante la liga o bandita elástica. - Cortamos el cable del cargador de un celular, ya que solo necesitamos la parte que va conectada al celular para después colocar las pinzas cocodrilo. - Unimos un diodo led con las pinzas cocodrilo mediante dos cables de ½ milímetro. 9. Materiales y costo del prototipo Materiales Costo Uso Cartón S/ 0.00 reciclable Estructura del generador 2 Cds S/ 0.00 reciclable Polea 1 Motor eléctrico con S/ 0.00 reciclable Generador polea 2 Lápiz S/ 0.00 reciclable Eje de la polea y manija Unión de la polea y el 1 Liga o bandita elástica S/ 0.10 motor 1 Pedacito de triplay S/ 0.00 reciclable Brazo de la manija 1 Diodo led S/ 0.20 Generador de luz 4 Pinzas de cocodrilo S/ 2.00 Conectores Conexión entre celular y 1 cable de celular S/ 0.00 reciclable generador 2 cables de ½ milímetro S/ 0.00 reciclable 1 Silicona líquida S/ 0.00 útiles escolares Utilitario 1 Tijera S/ 0.00 útiles escolares Utilitario 1 Cutter S/ 0.00 útiles escolares Utilitario 1 Plumón S/ 0.00 útiles escolares Utilitario Témpera de colores S/ 0.00 útiles escolares Utilitario Total S/ 2.30 10. Conclusión Se utilizó materiales desechados o reciclables para diseñar un generador electrónico casero y se hizo todas las pruebas respectivas por tanto cuando se produce un corte de energía eléctrica mediante el generador casero se obtiene electricidad para prender leds, foquitos y principalmente para cargar la batería de un celular ya que el diseño pequeño y de fácil uso, es apropiado para utilizarlo en casos de emergencia cuando necesitemos cargar la batería del celular. 11. Bibliografía - www.fluke.com/fluke/eses/soluciones/.../glosario_de_términos_de_electricidad - https://es.scribd.com/doc/215378223/Proyecto-Generador-Electrico-Casero - https://www.youtube.com/watch?v=bI5B6BJrPwk 12. Comunicación o informe - Este generador eléctrico casero es un dispositivo que convierte energía mecánica en energía eléctrica. - Al utilizar solo la fuerza humana girando la manija de nuestro generador no podemos alcanzar una gran corriente eléctrica como para encender un foco, pero si para cargar baterías en casos de corte de energía eléctrica, le damos utilidad a nuestro generador eléctrico casero. - Los resultados obtenidos son aceptables ya que como sabemos la batería del celular solo necesita 3.7 v mínimamente para que se pueda cargar, con nuestro generador producimos dicho voltaje con el giro de las manijas a una velocidad regular (50 vueltas por minuto), ya que el motor eléctrico es de 5 v; Y también mencionar que si giramos por 15 minutos la manija se realiza un 5 % de carga de la batería.