3.1 Actividades de transferencia del conocimiento.3.4.1 Investiga la razn por la cual la mayora de electrodomsticos tienen transformadores internos que convierten la electricidad de AC (Corriente alterna) a DC (Corriente directa).PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LOS GENERADORES DE CC.Esta mquina, consta fundamentalmente de un electroimn, encargado de crear un campo magntico fijo conocido como inductor y un cilindro con bobina de cobre que se hace girar a una cierta velocidad cortando el flujo inductor, que se conoce como inducido.En resumen, la corriente que fluye por la espira es corriente alterna, pero el colector formado por los semianillos aislados consigue rectificar la corriente alterna y convertirla en continua. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO SEGN LA LEY DE LORENTZ

Segn la segunda Ley de Lorentz, un conductor por el que pasa una corriente elctrica que causa un campo magntico a su alrededor tiende a ser expulsado si se le quiere introducir en otro campo magntico, as que las fuerzas magnticas quedan rechazadas por las bobinas del motor haciendo que el rotor del motor gire.F: Fuerza en NewtonI: Intensidad que recorre el conductor en (A)l: Longitud del conductor en metros linealesB: Induccin en teslas111Tambin, podemos saber las direcciones de la induccin magntica, la fuerza en la que se mover el conductor, como tambin el sentido de circulacin de la corriente se pueden definir con la Regla de la Mano Derecha de FlemingFUNDAMENTOS DE LAS MQUINAS DE CC. Las mquinas de corriente continua son generadores que convierten energa mecnica en energa elctrica de corriente continua, y motores que convierten energa elctrica de corriente continua en energa mecnica.La mayora las mquinas de corriente continua son semejantes a las mquinas de corriente alterna ya que en su interior tienen corrientes y voltajes de corriente alterna. Las mquinas de corriente continua tienen corriente continua slo en su circuito exterior debido a la existencia de un mecanismo que convierte los voltajes internos de corriente alterna en voltajes corriente continua en los terminales. Este mecanismo se llama colector, y por ello las mquinas de corriente continua se conocen tambin como mquinas con colector. PARTES BSICAS DE LAS MQUINAS DE CC La mquina de corriente continua consta bsicamente de las partes siguientes:INDUCTOR: Es la parte de la mquina destinada a producir un campo magntico, necesario para que se produzcan corrientes inducidas, que se desarrollan en el inducido.El inductor consta de las partes siguientes: Pieza polar: Es la parte del circuito magntico situada entre la culata y el entrehierro, incluyendo el ncleo y la expansin polar.Ncleo: Es la parte del circuito magntico rodeada por el devanado inductor.2Devanado inductor: es el conjunto de espiras destinado a producir el flujo magntico, al ser recorrido por la corriente elctrica.Expansin polar: es la parte de la pieza polar prxima al inducido y que bordea al entrehierro. Polo auxiliar o de conmutacin: Es un polo magntico suplementario, provisto o no, de devanados y destinado a mejorar la conmutacin. Suelen emplearse en las mquinas de mediana y gran potencia.c. Culata: Es una pieza de sustancia ferromagntica, no rodeada por devanados, y destinada a unir los polos de la mquina.INDUCIDO: Es la parte giratoria de la mquina, tambin llamado rotor.El inducido consta de las siguientes partes: Devanado inducido: es el devanado conectado al circuito exterior de la mquina y en el que tiene lugar la conversin principal de la energa. Colector: es el conjunto de lminas conductoras (delgas), aisladas unas de otras, pero conectadas a las secciones de corriente continua del devanado y sobre las cuales frotan las escobillas. Ncleo del inducido: Es una pieza cilndrica montada sobre el cuerpo (o estrella) fijado al eje, formada por ncleo de chapas magnticas. Las chapas disponen de unas ranuras para alojar el devanado inducido. Escobillas: Son piezas conductoras destinadas a asegurar, por contacto deslizante, la conexin elctrica de un rgano mvil con un rgano fijo. Entrehierro: Es el espacio comprendido entre las expansiones polares y el inducido; suele ser normalmente de 1 a 3 mm, lo imprescindible para evitar el rozamiento entre la parte fija y la mvil Cojinetes: Son las piezas que sirven de apoyo y fijacin del eje del inducido.3 FOTOS Y DESPIEZE DE UNA MQUINA DE CC.Los componentes de la mquina de corriente continua se pueden apreciar claramente:

45Los generadores de corriente continua son las mismas mquinas de corriente continua cuando funcionan como generadores. Son mquinas que producen energa elctrica por transformacin de la energa mecnica.A su vez, los generadores se clasifican en dinamos y alternadores, segn que produzcan corriente continua o alterna, respectivamente.CLASIFICACIN DE GENERADORES DE CC.Dependiendo de la conexin entre el devanado inductor y el inducido se distinguen tres tipos de mquinas autoexcitadas: la mquina serie, la mquina derivacin (Shunt) y la mquina compuesta o compound.La autoexcitacin significa que la corriente continua que excita las bobinas inductoras procede de la misma mquina generatriz.La excitacin independiente significa que la corriente continua que alimenta el devanado inductor procede de una fuente independiente de la mquina, como una batera de acumuladores, un rectificador conectado a una red alterna, o bien un generador de corriente continua rotativo.Excitacin Serie: Pocas espiras, seccin grande.Excitacin Paralelo: Muchas espiras, seccin pequea.Excitacin Independiente: Est alimentada por el exterior.Excitacin Compound.6DESIGNACIN DE LOS BORNES (Generadores y Motores)- Arrollamiento de inducido. A-B- Arrollamiento inductor en derivacin o shunt. C-D - Arrollamiento inductor en serie. E-F - Arrollamiento de polos de conmutacin o compensador. G-H - Arrollamiento inductor de excitacin independiente. J-K Posteriormente, cabe destacar otro tipo de generadores (no son mquinas) que transforman la energa qumica en la elctrica como son pilas y acumuladores. RENDIMIENTO DE LAS MQUINAS DE CCEl rendimiento de una mquina elctrica de corriente continua est expresado, por la expresin:- Potencia suministrada / potencia absorbida.- Potencia suministrada / (potencia suministrada + prdidas de potencia).- Potencia absorbida - prdidas de potencia / potencia absorbida.Por lo tanto, si las prdidas de la mquina se conocen, se puede obtener el rendimiento correspondiente a cualquier potencia til o absorbida.7 MQUINAS DE CORRIENTE ALTERNA Se denomina motor de corriente alterna aquellos motores elctricos que funcionan con corriente alterna. Un motor, es una mquina motriz esto es un aparato que convierte una forma determinada de energa en energa mecnica de rotacin. CLASIFICACIN DE LOS MOTORESPodemos clasificarlos de varias maneras, por su velocidad de giro, por el tipo de rotor y por el nmero de fases de alimentacin. Vamos a ello: Por su velocidad de giro: Asncronos. Un motor se considera asncrono cuando la velocidad del campo magntico generado por el estator supera a la velocidad de giro del rotor.Sncronos. Un motor se considera sncrono cuando la velocidad del campo magntico del estator es igual a la velocidad de giro del rotor. Recordar que el rotor es la parte mvil del motor. Dentro de los motores sncronos, nos encontramos con una subclasificacin:- Motores sncronos trifsicos.- Motores asncronos sincronizados.- Motores con un rotor de imn permanente. Por el tipo de rotor:- Motores de anillos rozantes.- Motores con colector.- Motores de jaula de ardilla. Por su nmero de fases de alimentacin:- Motores monofsicos:- Motores bifsicos.- Motores trifsicos.- Motores con arranque auxiliar bobinado.- Motores con arranque auxiliar bobinado y con condensador.

3.4.2 Cul es la importancia de un transformador AC/DC (Corriente alterna a corriente directa)?El transformadorEs un componente elctrico que tiene la capacidad de cambiar el nivel del voltaje y de la corriente, mediante dos bobinas enrolladas alrededor de un ncleo o centro comn.Si tenemos un transformador con un devanado para 120 voltios y otro de 12 voltios, tendremos; que si le conectamos los 120 voltios AC en el devanado correspondiente, obtendremos 12 voltios AC en el otro devanado. Pero si hacemos lo contrario, le conectamos 12 voltios AC en el devanado correspondiente, obtendremos 120 voltios en el otro devanado.Ahora bien: un transformador slo puede conducir corriente alterna AC, por lo que no podemos conectar una batera de corriente directa DC y esperar que salgan los 120 o lo que queramos al otro lado. Es necesario convertir primero esos 12V DC en 12V AC.La manera mas sencilla de demostrar eso es conectando una batera al transformador por slo una fraccin de segundo, y obtendremos un pulso de corriente a la salida del transformador, pero no se sostiene si dejamos la batera conectada. Al contrario. La batera se descarga y lo que se genera en un corto circuito. Esto quiere decir que debemos conectar y desconectar la batera a gran velocidad, para lograr obtener corriente alterna a la salida del transformador. 3.4.3 Investiga la manera como puede convertirse DC (Corriente directa) en AC (Corriente alterna) Conversin de DC a ACLo primero es entender la diferencia entre corriente alterna y corriente directa;La corriente alterna cambia de manera cclica su magnitud y direccin, es decir; se invierte la polaridad peridicamente en ciclos por segundo, llamados hercios (hertz). Sin embargo, a pesar de este constante cambio de polaridad, la corriente siempre fluye del polo negativo al positivo.Lacorriente continua,tiene como caracterstica principal el desplazamiento de electrones de manera continua, tanto en su intensidad como en su direccin. La corriente fluye de mayor voltaje, a menor voltaje, mantenindose siempre la misma polaridad.La manera mas sencilla de demostrar eso es conectando una batera al transformador por slo una fraccin de segundo, y obtendremos un pulso de corriente a la salida del transformador, pero no se sostiene si dejamos la batera conectada. Al contrario. La batera se descarga y lo que se genera en un corto circuito. Esto quiere decir que debemos conectar y desconectar la batera a gran velocidad, para lograr obtener corriente alterna a la salida del transformador.

En el dibujo anterior podemos apreciar la manera como se pueden producir semiciclos positivos de corriente alterna, con slo presionar un pulsador que cierra el circuito, entre el devanado primario de un transformador y la batera. El problema de este sistema es que no se pueden producir semiciclos negativos, por esta razn aparece el transformador con TAP central.

En la figura 2 se aprecia un transformador con tap central, al que le llega la corriente positiva por el TAP y el negativo es conmutado alternadamente, hacia los extremos del transformador. Este sistema logra entregar a la salida una onda senoidal cuadrada completa con su semiciclo positivo y su semiciclo negativo.

Ahora necesitamos cambiar los interruptores por algn sistema que haga la conmutacin o el swicheo de manera uniforme, precisa y automtica. Es ah que colocamos dos transistores, cada uno entro el negativo de la batera y cada extremo del transformador respectivamente. Los transistores con activados mediante un pulso de corriente que se le aplica en la base de manera alterna, tal como se hizo en el ejercicio anterior.

En la figura 4 se puede apreciar como excitar los transistores mediante un par de devanados de 6 voltios del mismo transformador. La batera alimenta los dos devanados y estos envan pulsos de corriente alterna a los transistores. En ese momento los transistores conmutan el negativo de la batera, generando un campo magntico en el devanado de 12 x12V del transformador. Ese campo magntico induce una corriente en el devanado de salida de 115 o 220V, o segn sea la necesidad. Es en ese momento que abtenemos el voltaje deseado. A su vez, el campo magntico generado por el devanado de salida, induce una corriente en los devanados de 6 voltios, para que estos alimenten las bases de los transistores. Por esta razn a este circuito se le llama circuito tanque. Labatera o acumulador elctrico es un dispositivoqueconvierte laenergaqumicaen energa elctrica, que posteriormente es usada como fuente de energa, hasta descargarse casi en su totalidad.La batera puede ser cargada y descargada un nmero determinado de veces. Para este inversor aconsejamos una batera de 12 voltios con un mnimo de 24 amperios. En este caso usamos una batera de automvil de 40 amperios. El tiempo de trabajo del inversor, depende, tanto del consumo de energa del aparato se piense alimentar con el inversor, como de la cantidad de corriente que entregue la batera. Por esta razn entre ms amperios tenga la batera, mayor ser el tiempo de duracin de la carga.

El inversor de voltaje convierte la tensin de corriente continua (en este caso los 12 voltios de una batera), en un voltaje de corriente alterna, que puede ser de 220V o 120V, dependiendo del pas o del uso que se le piense dar a este circuito. La frecuencia de este inversor es de entre 50 Hz y 60Hz. No es necesario calibrarla, ya que esto lo hace el transformador automticamente.

La construccin del transformador para este inversor, se puede realizar usando un ncleo de 3.8 centmetros, por 5 cm. Como la funcin de este transformador es la de elevar y no la de reducir el voltaje, se hace al contrario que los transformadores convencionales. Primero de hace el devanado secundario, que ahora ser el primario. Debe ser de 12x12 voltios, que equivale a 24 voltios con TAP central. Debemos dar54 vueltas de alambre calibre 11 o 12, detenindonos en la vuelta 27, para sacar el TAP central y luego dar las otras 27 vueltas. Tambin se puede enrollar en doble y slo dar 27 vueltas, tal como se muestra en nuestro video de cmo construir un transformador.Luego de hacer el devanado primario, debemos hacer un par de devanados de 6 voltios. Estos se hacen dando 13 vueltas de alambre calibre 24 El devanado secundario o de salida, depende del voltaje que queramos que entregue el inversor. Paraun voltaje de salida de 120 voltios AC, se deben dar 265 vueltas de alambre calibre 18. Para un voltaje de salida de 220VAC, se deben dar 486 vueltas de alambre calibre 20, segn la tabla AWG. Si desea mas potencia deber calcular el transformador, usando las frmulas dadas en nuestro articulo de clculo de transformadores.

Este inversor entrega una potencia de 300W. Cada par de transistores 2N3055 entregan 100W. Hemos colocado de a tres transistores en paralelo, es decir; unimos colectores entre si, al igual que las bases y los emisores, convirtiendo los tres transistores en un solo transistor que maneja el triple de corriente. Es importante usar cables gruesos, para evitar el recalentamiento, al igual que un buen disipador.

En la foto se aprecian los tres transistores por su parte posterior y sus patas; base y emisor atravezando el disipador. Los transistores estn aislados del disipador con aislantes de mica y pasamuros. Van bien asegurados con tornillos pasantes y tuercas.Observe como van unidas las bases entre si con un cable encauchetado, al igual que los emisores.

3.4.4 Investiga lo que es y hace un puente de diodos (Puente rectificador) en el proceso de transformacin de AC (Corriente alterna) en DC (Corriente directa).

3.2 Actividades de evaluacin. Evidencias de AprendizajeCriterios de EvaluacinTcnicas e Instrumentos de Evaluacin

Evidencias de Conocimiento :

Evidencias de Desempeo:

Evidencias de Producto:Comprende los conceptos de corriente directa y corriente alterna.

Comprende el concepto de transformacin AC/DC.

Reconocer los componentes de la estructura elctrica en Colombia.

Entregar las actividades de aprendizaje de acuerdo a lo planteado.Observacin DirectaListas de Chequeo

FOROParticipar en el Foro Temtico 2 y contestar lo enunciado.

ACTIVIDAD:

El Documento debe contener los puntos desarrollados en formato Word o Pdf.

Valor de las actividades: Taller: 50% del RAP 2. Foro: 50% del RAP 2.