Proyecto de Electromagnetismo

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  • 5/26/2018 Proyecto de Electromagnetismo

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    FACULTAD DE INGENIERA

    ESCUELA ACADMICA PROFESIONAL DE MECNICA ELCTRICA

    ELECTROMAGNETISMO

    TEMA

    DESARROLLO Y CONSTRUCCIN DE ENLACES INDUCTIVOS PARAENERGIZAR INALMBRICAMENTE DISPOSITIVOS

    AUTORES:

    CARRANZA LEN, ARMANDO ALEXANDRO.GUEVARA ROMERO, ALFONSO JHAVIER.OREJUELA SOTO, JESS MARTIN.POLO CABRERA, SAVIEL ESA.

    ASESOR:

    Dr. PRADO GARDINI, SIXTO RICARDO

    TRUJILLO - PER

    2013

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    ING. MECNICA ELCTRICA Pgina ii

    INTRODUCCIN

    El presente trabajo de investigacin lleva por ttulo DESARROLLO Y

    CONSTRUCCIN DE ENLACES INDUCTIVOS PARA ENERGIZAR

    INALMBRICAMENTE DISPOSITIVOS, considerando el gran avance

    tecnolgico y cientfico queremos dar a conocer que es posible enviar energa

    elctrica de forma inalmbrica y explicar cmo se da la relacin entre los

    factores fundamentales que hacen posible la energa sin cables; siendoutilizables en la actualidad para energizar dispositivos biomdicos implantables

    y en el futuro prximo servir para el diseo de aparatos inalmbricos sin

    batera que se retroalimenten a partir de fuentes de energa colocadas a larga

    distancia, utilizando este medio y sistema se evitara todo el tendido elctrico

    que actualmente se observa y lograramos enviar energa elctrica desde el

    espacio hasta la tierra y viceversa para alimentar a los satlites espaciales;

    teniendo como antecedentes los estudios de NIKOLA TESLA al realizar un

    alumbrado elctrico inalmbrico a 1,5 Km de longitud de la base generadora.

    Lo investigado abarca los aspectos fundamentales que intervienen en el

    proceso de transmisin de energa, por eso es necesario analizar todos los

    detalles, los cuales sern estudiados, analizados y explicados para la mejor

    comprensin de este sistema.

    Esperamos que esta investigacin, resultado de un arduo esfuerzo, sirva

    como un slido aporte cientfico e intelectual sin perjuicio de las correcciones y

    complementaciones que se hagan a la misma; instamos de esta forma a la

    comunidad universitaria en general seguir los senderos de la metodologa de la

    investigacin cientfica.

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    NDICE

    Pg.

    PORTADA i

    INTRODUCCIN ii

    NDICE iii

    CAPTULO I. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIN 01

    1.1. DELIMITACIN DEL PROBLEMA 01

    1.2. ANLISIS DE LA REALIDAD PROBLEMTICA 01

    1.3. DEFINICIN DEL PROBLEMA 01

    CAPTULO II. OBJETIVOS 02

    2.1. OBJETIVO GENERAL 02

    2.2. OBJETIVOS ESPECFICOS 02

    CAPTULO III. MARCO REFERENCIAL 03

    3.1. LEY DE FARADAY DE LA INDUCCIN ELECTROMAGNTICA 03

    3.2. FUENTE DE PODER AC 05

    3.3. FUENTE DE PODER DE ALTA FRECUENCIA 07

    3.4. ENLACES INDUCTIVOS 08

    3.5. CIRCUITO RECTIFICADOR DE BAJA FRECUENCIA 11

    3.6. NORMATIVA EXISTENTE SOBRE CAMPOS ELCTRICOS Y

    MAGNTICOS 15

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    CAPTULO IV. PROCESO DE CONSTRUCCIN DE LOS PROTOTIPOS 17

    4.1. CONSTRUCCIN DE INDUCTORES DE BAJA FRECUENCIA 17

    4.2. CONSTRUCCIN DE INDUCTORES DE ALTA FRECUENCIA 20

    4.3. CLCULO DE LA INDUCTANCIA 21

    4.4. CLCULO DE LA REACTANCIA INDUCTIVA 22

    4.5. CONSTRUCCIN DEL CIRCUITO RECTIFICADOR DE BAJA

    FRECUENCIA 23

    CAPTULO V. CONCLUSIONES 26

    CAPTULO VI. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS 27

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    CAPTULO I. EL PROBLEMA DE INVESTIGACIN

    1.1. DELIMITACIN DEL PROBLEMA.

    Qu efecto tiene la radiofrecuencia en la transmisin de la energa

    elctrica.

    Cmo influye el voltaje y el nmero de espiras en la eficiencia de la

    transmisin.

    Cmo rectificar corriente alterna para el encendido de los led y el motor

    elctrico DC.

    1.2. ANLISIS DE LA REALIDAD PROBLEMTICA.

    - El avance tecnolgico y cientfico que se viene realizando en el mundo y

    el pas ha evolucionado rpidamente de manera especial en el rea

    electrnica y electromagntica, por este motivo es que nos centramos en

    aplicar todos estos conocimientos en la transmisin de energa de

    manera inalmbrica, y as poder accionar y dar funcionamiento a

    diferentes dispositivos.

    1.3. DEFINICIN DEL PROBLEMA.

    - Cmo desarrollar y construir enlaces inductivos para energizar

    inalmbricamente dispositivos?

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    CAPTULO II: OBJETIVOS:

    2.1. OBJETIVO GENERAL.

    Desarrollar y construir enlaces inductivos para energizar inalmbricamente

    dispositivos.

    2.2. OBJETIVOS ESPECFICOS.

    - Evaluar los detalles de la construccin de enlaces inductivos en la

    transmisin de energa de manera inalmbrica.

    - Determinar la reaccin que presentan los dispositivos al aplicar la

    transmisin inalmbrica.

    - Comparar si la transmisin de energa es mejor de forma inalmbrica y

    con cables en diferentes dispositivos.

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    CAPTULO III. MARCO REFERENCIAL

    3.1. LEY DE FARADAY DE LA INDUCCIN ELECTROMAGNTICA

    FUNDAMENTOS:

    Si el flujo que vincula un lazo (o vuelta) vara como una funcin de

    tiempo, se induce un voltaje entre sus terminales.

    El valor del voltaje inducido es proporcional a la velocidad de cambio del

    flujo. Por definicin, y de acuerdo con el sistema SI de unidades, cuando

    el flujo dentro de un lazo vara a razn de 1 weber por segundo, se

    induce un voltaje de 1 V entre sus terminales. Por ello, si el flujo vara

    dentro de una bobina de N vueltas, el voltaje inducido est dado por:

    Dnde:

    E = voltaje inducido [V]

    N = nmero de vueltas en la bobina

    = cambio de flujo dentro de la bobina (Wb)

    = intervalo de tiempo durante el cual cambia el flujo (s)

    La ley de Faraday de induccin electromagntica abri la puerta a un sin

    nmero de aplicaciones prcticas y estableci la base de operacin de

    transformadores, generadores y motores de corriente alterna. (WILDI,

    Thodore.2007.pp 29-30).

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    Voltaje Inducido en un conductor: En muchos motores y generadores,

    las bobinas se mueven con respecto al flujo que est fijo en el espacio.

    El movimiento relativo produce un cambio en el flujo que vincula las

    bobinas, por lo que se induce un voltaje de acuerdo con la ley de

    Faraday. Sin embargo, en este caso especial (aunque comn), es ms

    fcil calcular el voltaje inducido con respecto a los conductores que con

    respecto a la bobina. De hecho, siempre que un conductor corta un

    campo magntico, se induce un voltaje entre sus terminales. El valor del

    voltaje inducido est dado por :

    Dnde:

    E = voltaje inducido (V)

    B = densidad de flujo (T)

    L = longitud activa del conductor en el campo magntico (m)

    V= velocidad relativa del conductor (m/s)

    Figura 1. Mtodo de Faraday para transformar trabajo mecnico en corriente

    elctrica empleando un imn.

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    3.2. FUENTE DE PODER AC

    Para obtener la corriente alterna que necesita el prototipo es necesario

    utilizar un transformador reductor o un Autotransformador monofsico,

    porque es mucho ms eficiente.

    3.2.1. JUSTIFICACIN.

    Tienen justificado su empleo en determinados casos en que hay que

    realizar la transformacin de una tensin en otra relativamente parecida. En

    tal caso, el autotransformador es notablemente ms econmico que el

    transformador. Puede ser reductor o elevador.

    Los smbolos recomendados por CEI (publicacin 117-2) son los de la

    figura 2.

    Figura 2: Simbologa de un autotransformador.

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    3.2.2. CONSTITUCIN DEL AUTOTRANSFORMADOR MONOFSICO,

    VENTAJAS FRENTE AL TRANSFORMADOR.

    Se empezar por considerar el autotransformador reductor, segn figura 3.

    Imagnese el transformador (a) .

    Figura 3: Muestra una comparacin entre un transformador reductor y un

    autotransformador.

    Para fijar ideas, U1 = 400 V (N1 400) y U2 = 300 V (N2 = 300). nanse,

    elctricamente, A' con a'. Tambin pueden unirse A" con a, ya que ambos

    puntos estn a un mismo potencial (el mismo nmero de espiras, N2, en

    ambas columnas). Puede suprimirse el arrollamiento a-a'. Queda el

    autotransformador de la figura (b). En definitiva, no es ms que un divisor

    de tensin.

    Fcilmente puede apreciarse el ahorro en material conductor, a base de las

    figuras (c) y (d). En (c) se indican las corrientes en cada porcin de circuito

    elctrico del transformador. En (d), y de una forma libre, pero grfica, se

    indican las secciones necesarias en el transformador (proyectado a base

    de igual densidad de corriente, y despreciando la corriente de excitacin,

    como se viene haciendo). As queda justificado (d) que una parte (la

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    menor) del arrollamiento nico tenga la seccin normal (en el

    transformador) y que el resto de arrollamiento sea a base de una dbil

    seccin. (RAS I OLIVA, Enric.1994. pp 142-143).

    3.3. FUENTE DE PODER DE ALTA FRECUENCIA

    Para el segundo prototipo se necesita obtener alta frecuencia por eso se ha

    utilizado el mismo principio de una bobina de Tesla.

    Figura 4: Diagrama de una bobina resonante de alta frecuencia

    EXPLICACIN:

    Una bobina de Tesla es un tipo de transformador resonante que produce

    altas tensiones de elevadas frecuencias (radiofrecuencias), llamado as en

    honor a su inventor, Nikola Tesla. La bobina Tesla funciona de la siguiente

    manera: El transformador T1 carga al capacitor C1 y se establece una alta

    tensin entre sus placas. El voltaje tan elevado es capaz de romper la

    resistencia del aire, y hace saltar una chispa entre las terminales del

    explosor EX. La chispa descarga al capacitor C1 a travs de la bobina

    primaria L1 (con pocas espiras) y establece una corriente oscilante.

    Enseguida el capacitor C1 se carga nuevamente y repite el proceso. As

    resulta un circuito oscilatorio de radio frecuencia al que llamaremos circuito

    primario. La energa que produce el circuito primario se induce en la bobina

    secundaria L2. El circuito secundario se forma con la inductancia de la

    bobina L2 y la pequea capacidad distribuida en ella misma, diseado de

    modo que el circuito secundario oscila a la misma frecuencia que el circuito

    primario, entrando en resonancia (Fede-Tesla.Blogspot).

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    3.4. ENLACES INDUCTIVOS

    Los enlaces inductivos o bobinas son un componente pasivo de un circuito

    elctrico que, debido al fenmeno de la autoinduccin, almacena energa

    en forma de campo magntico.

    Un inductor est constituido normalmente por una bobina de conductor,

    tpicamente alambre o hilo de cobre esmaltado. Existen inductores con

    ncleo de aire o con ncleo hecho de material ferroso (por ejemplo, acero

    magntico), para incrementar su capacidad de magnetismo.

    EL INDUCTOR CONSTA DE LAS SIGUIENTES PARTES:

    1. EVANADO INDUCTOR: Es el conjunto de espiras destinado a producir

    el flujo magntico, al ser recorrido por la corriente elctrica.

    2. CULATA: Es una pieza de sustancia ferromagntica, no rodeada por

    devanados, y destinada a unir los polos de la mquina.

    3. NCLEO: Es la parte del circuito magntico rodeada por el devanado

    inductor.

    Figura 5: Partes de un inductor o bobina.

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    FUNCIONAMIENTO DE UNA BOBINA

    Sea una bobina o solenoide de longitud l, seccin S y de un nmero de

    espiras N, por el que circula una corriente elctrica i(t).

    Aplicando la Ley de Biot-Savart que relaciona la induccin magntica, B(t),

    con la causa que la produce, es decir, la corriente i(t) que circula por el

    solenoide, se obtiene que el flujo magntico (t) que abarca es igual a:

    Si el flujo magntico es variable en el tiempo, se genera en cada espira,

    segn la Ley de Faraday, una fuerza electromotriz (f.e.m.) de autoinduccin

    que, segn la Ley de Lenz, tiende a oponerse a la causa que la produce, es

    decir, a la variacin de la corriente elctrica que genera dicho flujo

    magntico. Por esta razn suele llamarse fuerza contra electromotriz. sta

    tiene el valor:

    A la expresin:

    Se le denomina Coeficiente de autoinduccin, L, el cul relaciona la

    variacin de corriente con la f.e.m. inducida y, como se puede ver, depende

    nicamente de la geometra de la bobina o solenoide. Se mide en Henrios.

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    BOBINAS DE BAJA FRECUENCIA

    Las bobinas de baja frecuencia se caracterizan por un elevado nmero de

    espiras y por su ncleo de hierro. El bobinado se encuentra sobre un

    soporte de material aislante inserto en la rama central de un paquete de

    plancha en forma de O. El camino de las lneas de fuerza se cierra por la

    culata de hierro del ncleo.

    BOBINAS DE RADIOFRECUENCIA

    Los ncleos de las bobinas de radiofrecuencia no estn formados por

    paquetes de planchas de hierro, sino por materias especiales de hierro

    (ferrita) o de aire debido al cambio brusco del flujo magntico. Estas

    bobinas constan generalmente de un arrollamiento cilndrico con bobinado

    en nido de abeja y de un ncleo roscado de ferrita. Para ajustar el valor

    deseado de la inductancia se atornilla ms o menos dicho ncleo en el

    interior de la bobina. El campo magntico alterno genera corrientes

    parsitas en las partes metlicas circundantes. El resultado de estas

    corrientes es un consumo adicional de energa y, por tanto, un aumento de

    la resistencia de prdidas de la bobina. A estas frecuencias, la corriente

    slo circula por la superficie del hilo debido al efecto penada. Estas bobinas

    constan de pocas espiras de conductor grueso arrollado sobre un ncleo

    de aire (ORIOL IZARD, Otto, 1989. P51).

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    3.5. CIRCUITO RECTIFICADOR DE BAJA FRECUENCIA.

    CIRCUITO RECTIFICADOR:

    Figura 6: Esquema de bloques de una fuente de alimentacin.

    - El rectificador, se encarga de convertir la corriente alterna en corriente

    positiva nada ms.

    - Existen dos modelos, el de media onda y el de onda completa.

    - El rectificador de onda completa, rectifica el semiciclo negativo detensin y lo convierte en positivo, para conseguirlo uno de los mtodos

    es utilizar un puente de diodos. La eficiencia de este montaje es muy

    alta por lo que es muy utilizado.

    Figura 7: Esquema del rectificador.

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    - Se trata de un montaje con cuatro diodos, en el semiciclo positivo los

    diodos D1 y D3 permiten el paso de la corriente hasta la carga, con la

    polaridad indicada. En el semiciclo negativo son D2 y D4 los que

    permiten el paso de la corriente y la entregan a la carga con la misma

    polaridad que en el caso anterior.

    - El filtro (FILTRO POR CONDENSADOR), se encarga de hacer que la

    corriente pulsatoria, se mantenga en un nivel de continua lo ms alto

    posible.

    Figura 8: Esquema del filtro por condensador.

    - Cuando el valor instantneo de la tensin pulsatoria es superior a la que

    tiene el condensador, es esta, la que se entrega a la carga, mientras que

    cuando la tensin pulsatoria es inferior a la del condensador, es el

    condensador quien se la suministra a la carga manteniendo la tensin

    con niveles elevados de corriente continua.

    - Aun as existen unas pequeas variaciones en la tensin que se obtiene

    llamadas tensin de rizado.

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    - El Estabilizador, se encarga de eliminar el rizado que todava hay tras

    el filtro y de dejar la corriente totalmente continua y estable.

    - Suele utilizarse un circuito especializado (regulador de tensin) o un

    diodo zener que se encargan de esta funcin.

    Figura 9: Esquema del estabilizador.

    - La unin de todos estos bloques configuran una fuente de alimentacin.

    Aunque en ocasiones pueden no estar alguno de ellos, por ejemplo el

    transformador, o el estabilizador.

    - DEFINICIN DE LOS ELEMENTOS

    Circuito: Un circuito es una red elctrica (interconexin de dos o ms

    componentes, tales como resistencias, inductores, condensadores, etc.)

    Rectificador:Son circuitos realizados con diodos, capaces de cambiar la

    forma de onda de la seal que reciben en su entrada. - Se utilizan sobre

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    todo en las fuentes de alimentacin de los equipos electrnicos. Hay que

    tener en cuenta que cualquier equipo electrnico funciona internamente

    con corriente continua y aunque nosotros lo conectamos a la red elctrica

    de 200v a 230v, en alterna.

    Condensador: Es un componente pasivo que presenta la cualidad de

    almacenar energa elctrica. Est formado por dos lminas de material

    conductor (metal) que se encuentra separados por un material dielctrico.

    Diodos:Es un componente electrnico que permite el paso de la corriente

    en un solo sentido. La flecha de la representacin simblica muestra la

    direccin en la que fluye la corriente.

    Resistencias: El resistor es un componente electrnico diseado para

    introducir una resistencia elctrica determinada entre dos puntos de un

    circuito.

    Leds:Llamados tambin emisores de luz, es un diodo semiconductor que

    emite luz. Se usan como indicadores en muchos dispositivos.

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    3.6. NORMATIVA EXISTENTE SOBRE CAMPOS ELCTRICOS Y

    MAGNTICOS

    Existen cuatro estndares principales para la exposicin a radiacin, los

    que representan a grandes reas del mundo en trminos de uso.

    - U.S. Federal Communications Commission (FCC) Regulations.

    - Electrical and Electronics Engineers (IEEE) standard.

    - Canadas Safety Code 6 Regulations.

    - International Council on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP)

    guidelines.

    En el caso de las Regulaciones FCC se basan en el establecimiento de

    lmites de exposiciones humanas. Existen dos grupos de lmites de

    exposicin.

    - Ocupacionales / Controlados.

    - Poblacin General / No Controlados.

    Estos son lmites promedio de Mxima Exposicin Permisible (MPE) sobre

    el cuerpo y promediado en el tiempo. Los lmites Ocupacionales /

    Controlados son cinco veces mayores que los lmites de Poblacin General

    / No Controlados, para todas las frecuencias por sobre los 3 MHz.

    El Occupational Safety and Health Administration (OSHA) dice que se

    aplicarn los lmites ms restrictivos, correspondientes a los de Poblacin

    General / No Controlados, a menos que:

    - La organizacin est operando bajo un programa de seguridad de RF

    firmado.

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    - Los individuos que puedan estar expuestos a niveles sobre los de la

    Poblacin General / No Controlados han recibido un entrenamiento de

    seguridad para RF.

    Existen dos estndares principales IEEE relacionados con la radiacin RF:

    - IEEE C95.1 2005 es el estndar de exposicin humana. Su nombre

    completo es Standard for Safety Levels with Respect to HumanExposure

    to Radio Frequency Electromagnetic Fields, 3 kHz to 300 GHz.

    - IEEE C95.31999 es el estndar de prcticas de medicin.

    Ambos estndares IEEE poseen la designacin de estndares ANSI. El

    estndar de exposicin posee lmites para campos elctricos y magnticos

    que estn sobre todo el cuerpo y son promediados en el tiempo. Estos

    lmites son expresados en trminos de Mximas Exposiciones Permisibles

    (MPE). Los lmites MPE para campos magnticos (H) son menores bajo los

    100 MHz, ya que los lmites de exposicin a bajas frecuencias se basan en

    la electroestimulacin en vez del calentamiento del cuerpo, y tanto las

    corrientes inducidas como las corrientes de contacto estn relacionadas

    con la intensidad del campo elctrico. Posee lmites menores para

    exposiciones puntuales que no involucran todo el cuerpo, y lmites de

    exposicin para corrientes inducidas y corrientes de contacto.

    Estos lmites son promediados espacialmente sobre el cuerpo completo.

    Para ambientes controlados son para un tiempo promedio de seis minutos.

    En el caso de ambientes no controlados, el tiempo promedio es de treinta

    minutos. Los tiempos promedio disminuyen para frecuencias sobre 30 GHz.

    (rfsafetysolutions).

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    CAPTULO IV. PROCESO DE CONSTRUCCIN DE LOS PROTOTIPOS

    4.1. CONSTRUCCIN DE INDUCTORES DE BAJA FRECUENCIA.

    INDUCTOR DE ENTRADA A UN VOLTAJE DE ENTRADA DE 20 VOLT. Y

    UN VOLTAJE DE SALIDA DE 50 VOLT. CON UNA POTENCIA DE 40

    VATIOS

    CALCULANDO LAS DIMENSIONES DEL NCLEO:

    REA:

    Dnde:

    A: rea (cm^2)

    V: F.E.M (Voltios)

    I: intensidad de corriente

    La potencia de entrada que se necesita para el prototipo es de 40 vatios:

    CALCULANDO EL RADIO PARA UN NCLEO CIRCULAR:

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    CALCULANDO LA LONGITUD PARA EL INDUCTOR:

    Dnde:

    L= longitud (cm)

    D= dimetro (cm)

    RELACIN DE VUELTAS POR VOLTIO:

    NMERO DE VUELTAS EN EL INDUCTOR PRIMARIO:

    Dnde:

    V: voltios

    R: relacin de vueltas por voltio.

    NMERO DE VUELTAS EN EL INDUCTOR SECUNDARIO:

    Dnde:

    V: voltios

    R: relacin de vueltas por voltio.

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    CORRIENTE MXIMA EN EL PRIMARIO:

    CORRIENTE MXIMA EN EL SECUNDARIO:

    TABLA PARA DETERMINAR EL CALIBRE DEL ALAMBRE ESMALTADO

    De acuerdo a la tabla, para el primario necesitamos alambre calibre AWG

    19 y para el secundario alambre calibre 33 34.

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    4.2. CONSTRUCCIN DE INDUCTORES DE ALTA FRECUENCIA.

    El diseo de bobinas con ncleo de aire es relativamente simple ya que

    existen frmulas aproximadas para calcular la inductancia de la bobina en

    funcin de las dimensiones del bobinado y del ncleo de espiras.

    (FERRERO Y DE LOMA, Jos Mara, 2005. P59).

    CLCULO DE INDUCTORES DE VARIAS CAPAS Y NCLEO DE AIRE:

    Dnde:

    R: radio (cm)

    l: longitud del bobinado (cm)

    d: espesor del devanado (cm)

    N: nmero de espiras

    L: inductancia (H)

    Para que la transmisin de energa inalmbrica sea ms eficiente se

    necesita que el flujo magntico sea fuerte; entonces la intensidad de

    corriente tiene que ser alta, para lograr lo solicitado se demanda que la

    reactancia inductiva y la inductancia sean mnimas.

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    Considerando que se necesita que el flujo magntico sea captado de

    forma eficaz por la segunda bobina se requiere que el espesor del

    devanado sea anchuroso; porque suponiendo que se reduce el espesor

    del devanado secundario con respecto al inductor primario solamente se

    lograra obtener un voltaje mnimo.

    Se utiliza el ncleo de aire por que la extrema velocidad con que cambia

    el flujo magntico debido a la radiofrecuencia, hace que un ncleo de

    hierro slo sirva de obstculo.

    4.3. CLCULO DE LA INDUCTANCIA:

    Considerando lo expuesto anteriormente: obtenemos nuestros datos para

    el 2 prototipo.

    R: 5 cm

    l: 0.5 cm

    d: 10 cm

    N: 30 vueltas

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    4.4. CLCULO DE LA REACTANCIA INDUCTIVA:

    Para una frecuencia de 60Hz:

    Tericamente la resistencia mnima en un conductor es 1, el resultado

    proporcion una resistencia menor a 1, porque el nmero de espiras no

    es lo suficientemente alto para crear una reactancia inductiva; al medir

    con un multmetro el inductor real, sta marca 1,2 ; entonces la

    intensidad de corriente fluir por el inductor ser la corriente mxima que

    pueda brindar la fuente de alta frecuencia.

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    4.5. CONSTRUCCIN DEL CIRCUITO RECTIFICADOR DE BAJA

    FRECUENCIA.

    EL PUENTE RECTIFICADOR:

    Teniendo en cuenta que el circuito siempre se conduce por dos de los

    diodos en serie y, por tanto, se ha tomado una cada de tensin doble en

    ellos.

    (2 (0,7) = 1.4Volt.).

    Para obtener un voltaje DC de 3 voltios se necesita un voltaje 4,3 voltios en

    AC. Con este dato se determinara la distancia donde se debe colocar la

    segunda bobina, tomando en cuenta la siguiente grfica:

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    Grfica N 01 Relacin entre la distancia de transmisin y el voltaje de

    salida para V=21

    Fuente: Ficha de registro del Multmetro.

    Elaboracin: Los investigadores.

    Recta de regresin:

    Correlacin: r=0.99

    Para obtener el voltaje de 4.3volt. en AC la bobina secundaria se colocar

    a una distancia de 3.5 cm con respecto a la bobina primaria.

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    EL FILTRADO CON CAPACITOR:

    Por lo general, se disea el condensador para conseguir una tensin de

    rizado correspondiente al 10% de la tensin mxima pico.

    Por ltimo se disea el estabilizador, que se encargar de eliminar el rizado

    que todava hay tras el filtro y de dejar la corriente totalmente continua y

    estable; suele utilizarse un circuito especializado (regulador de tensin) o

    un diodo zener que se encargan de esta funcin. (ALCALDE SAN MIGUEL,

    1994.pp 168-172).

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    CAPTULO V. CONCLUSIONES

    Se logr desarrollar y construir enlaces inductivos para la transmisin de

    energa elctrica, realizando las pruebas en LEDs y motores pequeos.

    La transmisin de energa elctrica en medios inalmbricos se realiz de

    manera correcta y en los dispositivos donde se realizaron las pruebas

    funcionaron exitosamente, no hubo fallas de ningn tipo en los dispositivos.

    La transmisin de energa elctrica de manera inalmbrica segn los

    experimentos realizados presentan algunas fallas, como la distancia de

    separacin de las bobinas, ya que para la transmisin eficiente de energa

    elctrica es necesario una correcta variacin de voltaje de entrada, as

    podremos variar la distancia de separacin; adems tambin depende del

    nmero de vueltas de la bobina. Es por eso que la transmisin de manera

    inalmbrica an est en prueba, por lo que realizando algunas

    comparaciones llegamos a la conclusin que la transmisin por cables es

    por el momento ms eficiente y recomendable.

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    CAPTULO VI. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

    ALCALDE SAN MIGUEL, Pablo. Electrnica general.1 Edicin. Espaa:

    Paraninfo s.a., 1994. P445. ISBN: 84-291-3448-4.

    ENRIQUEZ HARPER, Gilberto. Fundamentos de electricidad. 4 Edicin.

    Mxico: Limusa, 2005. p 115. ISBN 968-18-5993-6.

    FERRERO Y DE LOMA, Jos Mara, JIMNEZ JIMNEZ, Yolanda, SOGORB

    DEVESA, Toms. Sistemas electrnicos de comunicaciones I. 1 Edicin.

    Valencia: Camino de vera s.a., 2005. P390. ISBN: 847721879

    ORIOL IZARD I BADIA, Otto Limann. Fundamentos de Radio. 1 Edicin.

    Espaa: Marcombo, s.a., 1989. P 365. ISBN: 8426707319.

    RAS I OLIVA, Enric. Transformadores: de potencia, de medida y de proteccin.

    7 Edicin. Espaa: Marcombo, s.a., 1994. P 300. ISBN: 8426706908.

    WILDI, Thodore. Mquinas elctricas y sistemas de potencia. 6 Edicin.

    Mxico: Pearson educacin, 2007.P 927. ISBN: 970260814 7

    Linkografa:

    1. Http://Fede-Tesla.Blogspot.Com/P/Teoria_15.Html

    2.http://www.solred.com.ar/lu6etj/tecnicos/inductores/inductores.htm

    3.http://www.rfsafetysolutions.com/

    http://1.%20http/Fede-Tesla.Blogspot.Com/P/Teoria_15.Htmlhttp://www.solred.com.ar/lu6etj/tecnicos/inductores/inductores.htmhttp://www.rfsafetysolutions.com/http://www.rfsafetysolutions.com/http://www.solred.com.ar/lu6etj/tecnicos/inductores/inductores.htmhttp://1.%20http/Fede-Tesla.Blogspot.Com/P/Teoria_15.Html