Trabajo de física

Ramírez Méndez Jesús David

Institución educativa guayabal

Grado-decimo

Suaza-Huila

2013

Trabajo de física

Ramírez Méndez Jesús David

Presentado a Prof. Jhovany cendales

Institución educativa guayabal

Grado-decimo

Suaza-Huila

2013

Soldador de Estaño Casero de 12 Voltios.

Introducción

Este experimento nos muestra lo necesario que es realizar soldaduras para

mantener las conexiones bien sujetas. El tipo de soldadura que se utiliza para

estos proyectos es la soldadura de estaño, en el caso que no tengamos un

soldador a la mano, podemos hacer nuestro propio soldador de estaño de 12 V.

Objetivo

Fabricar un soldador de estaño casero, y entender su funcionamiento (efecto

Joule).

Marco teórico

Un soldador eléctrico es un soldador que utiliza una máquina para soldar al arco

eléctrico, esto es, con un electrodo de soldadura que al hacer arco eléctrico con el

material a soldar se funde y logra por medio de calor unir los metales de aporte

que contiene el electrodo con el metal base que es el elemento que vas a unir. Un

soldador de estaño es un soldador que utiliza un soplete con calor para calentar el

material a soldar (generalmente cobre, bronce) y unirlo por medio de la soldadura

de estaño la que al derretirse une las componentes y si tu deseas revertir esta

unión solo aplicas calor y se desoldad las partes unidas.

Un soldador eléctrico o de estaño es una herramienta eléctrica usada

para soldar. Funciona convirtiendo la energía eléctrica en calor, que a su vez

provoca la fusión del material utilizado en la soldadura, como por ejemplo

el estaño. Hay varios tipos de soldador eléctrico:

Soldador de resistencia: la punta de cobre se calienta con una resistencia

eléctrica, lo que la mantiene a una temperatura constante. Puede tener forma de

martillo, punta, varilla u otras formas, en función del uso a que esté destinado.

Soldador instantáneo: de la forma típica pistola, tiene la característica de que su

punta se calienta muy rápidamente, al presionar el botón, y sólo hay que soltar

para que se solidifique el estaño o lo que se esté usando.

Los soldadores de punta fina se utilizan principalmente para pequeños trabajos de

soldadura en electricidad y electrónica, mientras que los de punta gruesa se

utilizan en otros trabajos para cualquier soldadura en superficies más grandes.

Hipótesis

Si no estuviese el trozo de grafito, lo que se produciría sería un perfecto

cortocircuito (y peligroso). El grafito es mal conductor de la corriente eléctrica, por

eso evita que el cortocircuito se produzca. En cambio de eso, deja pasar una

corriente considerable, pero que termina por “concentrarse” en la punta. El trozo

de grafito es de una sección circular constante, pero en la punta de nuestro

soldador, la sección (o área) de contacto es tan pequeña, que toda la corriente

que pasa por allí termina por elevar mucho la temperatura.

El grafito además tiene gran resistencia a “ser quemado”, por eso la punta de

nuestro soldador no se deteriora.

Seguro estarás imaginando “por dónde viene el asunto”; se trata sin más que del

conocido Efecto Joule. El mismo puede expresarse matemáticamente mediante la

siguiente ecuación:

Donde “P” es la potencia disipada por una resistencia de valor “R”, por la cual

circula una corriente “I”, es decir, cuanto mayor sea la intensidad de corriente

eléctrica que circule por una resistencia, mayor potencia tendrá que disipar.

Del mismo modo, cuanto mayor sea la resistencia para una corriente determinada,

mayor será también la potencia. Dicha potencia, se disipa en forma de calor.

La mina del lápiz esta compuesta por grafito, el cual es una pésimo conductor de

la electricidad. Traducido a términos que nos interesan, “la resistencia del grafito

es alta”. Pero la resistencia de un conductor eléctrico no solo depende del

material, sino también de su sección (área por donde pasa la corriente). Esta

sección en la punta de nuestro soldador casero es tan pequeña, que eleva mucho

la resistencia eléctrica allí. El resultado es una disipación alta y localizada de calor

gracias al efecto Joule.

El grafito tiene la particularidad de “no quemarse” (no se oxida fácilmente), lo que

nos permite alcanzar temperaturas elevadas sin que se dañe, más que suficiente

para derretir el estaño y poder soldar.

Generalmente el efecto Joule suele ser indeseado, ya que los circuitos eléctricos y

electrónicos deben evacuar todo el calor generado, necesitando a veces

complejos sistemas de ventilación y disipación de calor. Sin embargo, es el mismo

efecto el que se aprovecha en las estufas “a cuarzo” (de resistencia eléctrica), en

los soldadores de estaño que compramos en cualquier tienda (en el nuestro

también), y en muchos otros artefactos y dispositivos.

Materiales

* Pila o batería marca Eveready

* Sierra para cortar metal

* 1 Metro de conductor eléctrico

* 1 Pinza cocodrilo

* 1 Abrazadera metálica (un poco de alambre de cobre o un precinto plástico

también pueden servir)

* 1 Trozo de madera (por ejemplo un trozo del palo de una escoba)

* Batería de automóvil o motocicleta.

Procedimiento

Lo que vamos a hacer es muy sencillo. Uno de los bornes de la batería irá

conectado (mediante un trozo de conductor) a una pinza cocodrilo. Mientras que el

otro borne de la batería irá conectado a un trozo de grafito. El circuito se verá así:

Seguramente te estarás preguntando de donde obtener la barra de grafito. Pues

bien, allí es donde entra en juego la batería y la sierra. Esta marca de baterías

(Eveready y algunas otras también, pero no todas) contienen en su interior una

barra cilíndrica de grafito. Con ayuda de la cierra, y sin tocar esa “pasta” que tiene

dentro la pila, vamos a cortarla cerca de uno de sus extremos para extraer la

barra. También con cuidado, la lavamos bien. Si tienes guantes de latex, mucho

mejor.

Uno de los extremos de la barra debe terminar en punta, al igual que un lápiz.

Puedes hacerlo raspando el grafito contra el piso, o sacándole punta con un

cuchillo como un lápiz (ten mucho cuidado). El otro extremo debe ir conectado al

conductor, con la ayuda de la abrazadera metálica (alambre o precitos también

sirven).

Todo el sistema puede ir montado sobre un trozo de madera, por ejemplo un

pedazo de palo de escoba. En mi caso, utilicé un soldador averiado que tenía para

montar allí el grafito, pero no es necesario que sea un soldador de estaño en

desuso. El mío ha quedado así:

A la hora de soldar con estaño (un conector a un borne por ejemplo) conectamos

la pinza cocodrilo al borne en donde vamos a soldar, y con la punta de nuestro

soldador casero tocamos allí. Verás una pequeña zona roja en donde deberás

acercar el estaño, el que inmediatamente se derretirá y unirá todo.

Preguntas

1. si no estuviese el trozo grafito que pasaría.

2. que pasa con la corriente que llega al soldador.

3. que diferencia hay entre es soldador de resistencia al

instantáneo.

4. para que se utilizan los soldadores de punta fina y los

de punta gruesa.