Universidad Autónoma de Baja CaliforniaFacultad de Ingeniería

FUENTES DE FUERZA ELECTROMOTRIZ

REPORTE ESCRITO

Materia:Electricidad y Magnetismo

Profesor:Soto Tapiz Mónica Isabel

Equipo #1:

Barraza Fabian Marelli

Castro Delgado Jazmín

De la Rosa Rebeca

Alvarado Armando

Grupo:635

15 de abril de 2012

Universidad Autónoma de Baja CaliforniaFacultad de Ingeniería

Introducción

En el presente trabajo se desarrollará una explicación y ejemplificación de lo que

el término fem significa. Mostraremos tanto definiciones, ejemplos y el funcionamiento

de estos y de como se ven involucrados en nuestra vida cotidiana.

Marco Teórico

Fuerza electromotriz

En términos coloquiales la fem es aquella energía que proviene de cualquier

fuente, medio o dispositivo que suministre corriente eléctrica. Esto se da por la

diferencia de potencial entre dos puntos o polos (negativo y positivo) lo que hace

posible el bombeo de las cargas a través del circuito cerrado. La fem es medida en

voltios.

Fuentes de fuerza electromotriz

La fuente de fuerza electromotriz proviene de los dispositivos que son diseñados

para poner una carga eléctrica en movimiento. Es decir, ejercen una carga eléctrica a

un sistema y la mantienen en constante movimiento. Sin embargo, la magnitud de la

fem no se mide por medio de la fuerza eléctrica que ejercen sobre sí, sino por la

energía que los aparatos utilizan para mover dicha carga.

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Tipos de fem

Los tipos de fem se dan dependiendo del tipo de corriente eléctrica que pueden

producir. Estos tipos son:

a) FEM directa: Este tipo es aquella en la que la carga de electrones fluye en el

mismo sentido dentro del circuito eléctrico cerrado, moviéndose de un polo

negativo hacia el polo positivo y la corriente que producen es de valor constante

dentro de un intervalo relativamente grande. También se le conoce como

corriente directa o corriente continua y ocurre cuando la diferencia de potencial

es constante en las terminales del dispositivo, dicha corriente es igual en

magnitud y dirección y fluyen siempre en el mismo sentido dentro el circuito

eléctrico cerrado. Algunos ejemplos de este tipo son las pilas, acumuladores,

baterías solares.

Una manera más didáctica de comprender el comportamiento de las

cargas es como en una tubería en una instalación hidráulica. La bomba

hidráulica lo que hará es poner en movimiento el líquido contenido dentro de la

tubería, sin esta tensión no habrá movimiento de agua y es lo mismo que ocurre

cuando un sistema eléctrico se pone en corriente directa, sin la fem, los

electrones no se moverán y no habrá flujo de corriente eléctrica.

Algunos ejemplos de este tipo son las pilas, acumuladores, baterías

solares.

b) FEM alterna: En este caso la corriente que producen es variable en el tiempo,

tanto en dirección como en magnitud. En este ejemplo los electrones varían su

flujo de un sentido a otro. Esto se logra por el cambio en la polaridad del voltaje

del generador o de la fuente. La corriente alterna tiene el beneficio de que se

puede transmitir a largas distancias por medio de elevaciones de voltaje lo cual

reduce perdida de calor. Ejemplos claros de este funcionamiento son los

generadores eléctricos de los carros, plantas generadores de electricidad

doméstica.

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La diferencia que hay entre la alterna y la directa es que la primera es

mas fácil de transformar, por lo explicado anteriormente

c) FEM variable no alterna: La corriente que se produce en todo tiempo es

variable, producen una descarga eléctrica corta y de baja intensidad. Un ejemplo

de ésta es el encendedor piezoeléctrico de la estufa, el cual genera una chispa

que provoca el fuego.

Ejemplos de FEM

Ahora describiremos los ejemplos más comunes de los tipos de fem.

- Pilas y Baterías: Este tipo de fuente de fem genera energía eléctrica por medios

químicos. Entre las más utilizadas están las de carbón-zinc y alcalinas, las

cuales pierden propiedades eléctricas cuando pierden

sus componentes por uso. Sin embargo algunas se

pueden recargar. La fem de una batería es el voltaje

máximo posible que puede aplicar en sus terminales.

Se puede entender a este concepto como una bomba

para las cargas, ya que cuando hay una diferencia de potencial entre dos puntos

en un circuito, la fuente de fuerza electromotriz desplaza las cargas del potencial

mas bajo al más alto.

Hay ciertos tipos de pilas que no son recargables y sus beneficios van

variando una a una. Tal como las pilas de cloruro de zinc que tienen un

promedio de vida mas larga debido a su alta densidad de energía. Lo malo en

ellas es que son muy contaminantes por los químicos de las cuales están

hechas.

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- Maquinas Electromagnéticas: Como su nombre lo dice, hacen uso de medios

magnéticos para generar energía eléctrica. Este dispositivo transforma energía

cinética en otro tipo de energía, en la cual se ve almacenada en un campo

magnético. Cuentan con dos circuitos eléctricos y uno magnético. Donde uno de

los dos circuitos eléctricos produce

ampervueltas necesarias para crear un

flujo constante en el conjunto de la

maquina. Tres tipos de maquinas

electromagnéticas son los generadores,

motores y transformadores.

Los generadores eléctricos son

capaces de mantener un diferencial de

potencial entre sus dos puntos de entrada o terminales, usando la

transformación de la energía mecánica en eléctrica. Generan una corriente

alterna, pero esta también puede ser rectifica a corriente continua.

Mientras tanto, los motores transforman la energía eléctrica en energía

mecánica pro medio de campos magnéticos variables. Estos se usan mucho en

instalaciones industriales, comerciales, y particulares. Otro ejemplo general de

este fem es el de los vehículos híbridos, donde se aprovechan las ventajas de

ambos.

Por último tenemos a los transformadores que lo que hacen es aumentar

o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo

su potencia. Este dispositivo eléctrico puede convertir la energía eléctrica en

alterna de alta tensión a alterna de baja tensión por la interacción

electromagnética.

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- Celdas Fotovoltaicas o Fotoeléctricas: Son

conocidos como paneles o celdas solares. Su

principal funcionamiento es la de transformar en

energía eléctrica alguna fuente de luz natural o

artificial que incida sobre ellos. Están principalmente

compuestas semiconductores como el silicio. Se usa una delgada rejilla

semiconductora para originar un campo eléctrico positivo de un costado de la

placa y uno negativo del lado opuesto. Cuando el sol o cualquier otra fuente de

luz pega en la celda fotovoltaica, los electrones son golpeados y sacados de los

átomos del silicio. El principal lugar en el que podemos ver estas celdas es en el

alumbrado público, y en los parques de paneles solares. Cuando esto pasa los

electrones se capturan en forma de corriente eléctrica.

- Termopares: Este ejemplo se compone de

alambres de diferentes metales unidos en

uno de sus extremos y conectados a una

diferencia de potencial. Cuando se aplica

calor a la unión de los alambres se genera

una tensión (voltaje) en los extremos libres, la

cual puede ser aprovechada. Son encontrados en sensores de diferentes

equipos para medir temperaturas muy altas. Los termopares son muy usados en

los sistemas de calefacción a base de gas tal y como lo son las estufas.

Existen una serie de problemas que enfrentan los termopares al momento

de ser utilizados, entre los más comunes son aquellos referentes a problemas en

la conexión,

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- Efecto piezoeléctrico: Es una propiedad que se encuentra en ciertos materiales

como el cristal de cuarzo, que genera una diferencia de potencial cuando hay

cierta presión sobre ellos. Cuando ciertos cristales se prestan a tensiones

mecánicas y adquieren una polarización eléctrica en su masa. Esto genera una

diferencia de potencial y cargas electicas en su superficie. Este efecto es

reversible, cuando se someten a un voltaje exterior o campo eléctrico recuperan

su forma.

Cuando el cristal se ve sometido a compresión, las cargas de la materia

se separan y dan lugar a la polarización de la carga, lo que genera chispas.

Una aplicación de este efecto son los encendedores electronicos. Estos

llevan un cristal piezoeléctrico que al momento de ser golpeado provocará una

carga eléctrica concentrada que creará la chispa deseada.

Conclusión

En capítulos anteriores vimos el comportamiento de la carga eléctrica sola o

entre más cargas eléctricas. En este tema se aborda la carga eléctrica en movimiento

dentro de un sistema cerrado.

Para cada comportamiento de las cargas en el sistema existe un mismo

resultado, sin embargo recibe un nombre diferente dependiendo de dicho

comportamiento. Tal es lo que conocemos como corriente directa y corriente alterna.

Las fem las vemos en nuestra vida cotidiana en diferentes ejemplos de uso

diario. Tal como las baterías, maquinas, la misma corriente eléctrica de las paredes, en

el alumbrado publico, en nuestra cocina.

Las fuentes de fem se encuentran a nuestro alrededor proporcionándonos o

abasteciendo nuestros hogares con un servicio que hoy en día consideramos

indispensable, es decir la electricidad, ya que así sea generada en una planta (tal es el

caso de la CFE que nos brinda el servicio de “luz”), que es la que utilizamos en casa

para conectar electrodomésticos, y aparatos, o por medio de pilas o baterías, y tal vez

en un futuro no muy lejano el uso de paneles solares a gran escala, para así sustituir

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las plantas generadoras, todo esto se refiere a lo mismo, es decir las fuentes de fuerza

electromotriz.

Lo anterior nos lleva a concluir que realmente las fuentes de fem juegan un

papel muy importante en nuestra vida y lo seguirán haciendo, tal vez con otros tipos o

ejemplos de artefactos o equipos, pero sin embargo al final de cuentas tendrán la

misma finalidad ejercer una carga eléctrica a un sistema y la mantienen en constante

movimiento.

Bibliografía

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http://asifunciona.com/electrotecnia/ke_fem/ke_fem_1.htm

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Potencial: http://www.rena.edu.ve/TerceraEtapa/Fisica/FuezElectromotriz.html

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Hubscer, H. (1982). Electrotecnia: Curso Elemental. Barcelona: Editorial Harla.

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