Un generador eléctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia de potencial eléctrico entre dos de sus puntos, llamados polos, terminales o bornes. Los generadores eléctricos son máquinas destinadas a transformar 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 mecánicamente se produce un movimiento relativo entre los conductores y el campo, se generará una fuerza electromotriz (F.E.M.). Están basados en la ley de Faraday.

Generador eléctrico de una fase que genera una corriente eléctrica alterna (cambia periódicamente de sentido), haciendo girar un imán permanente cerca de una bobina.

Un generador es una máquina eléctrica que realiza el proceso inverso que un motor eléctrico, el cual transforma la energía eléctrica en energía mecánica. Aunque la corriente generada es corriente alterna, puede ser rectificada para obtener una corriente continua. En el diagrama adjunto se observa la corriente inducida en un generador simple de una sola fase. La mayoría de los generadores de corriente alterna son de tres fases.

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Generador en la central eléctrica de Bridal veil Falls, Telluride, Colorado. Se trataría

del generador más antiguo que se mantiene en servicio (año 2007) en EEUU. Otros sistemas de generación de corrientes eléctricas

No sólo es posible obtener una corriente eléctrica a partir de energía mecánica de rotación sino que es posible hacerlo con cualquier otro tipo de energía como punto de partida. Desde este punto de vista más amplio,los generadores se clasifican en dos tipos fundamentales:

Primarios: Convierten en energía eléctrica la energía de otra naturaleza que reciben o de la que disponen inicialmente, como alternadores,dinamos, etc.

Secundarios: Entregan una parte de la energía eléctrica que han recibido previamente, es decir, en primer lugar reciben energía de una corriente eléctrica y la almacenan en forma de alguna clase de energía. Posteriormente, transforman nuevamente la energía almacenada en energía eléctrica. Un ejemplo son las pilas o baterías recargables.

Se agruparán los dispositivos concretos conforme al proceso físico que les sirve de fundamento.

[editar] Generadores primarios

Se indican de modo esquemático la energía de partida y el proceso físico de conversión. Se ha considerado en todos los casos conversiones directas de energía. Por ejemplo, el hidrógeno posee energía química y puede ser convertida directamente en una corriente eléctrica en una pila de combustible. También sería su combustión con oxígeno para liberar energía térmica, que podría expansionar un gas obteniendo así energía mecánica que haría girar un alternador para, por inducción magnética, obtener finalmente la corriente deseada.

Energía de partidaProceso físico que convierte dicha energía en energía

eléctrica

Energía magneto-mecánica:

Son los más frecuentes y fueron tratados como generadores eléctricos genéricos.** Corriente continua: Dinamo** Corriente alterna: Alternador

Energía química,sin intervención de campos magnéticos:

celdas electroquímicas y sus derivados: Pila eléctrica,baterías, pilas de combustible. Ver sus diferencias en generadores electroquímicos.

Radiación electromagnética: Fotoelectricidad, como en el panel fotovoltaico

A partir de energía mecánica,sin intervención de campos magnéticos

** Triboelectricidad*** Cuerpos frotados*** Máquinas electrostáticas, como el generador de Van de Graaff** Piezoelectricidad

Energía térmica,sin intervención de campos magnéticos:

Termoelectricidad (efecto Seebeck)

Energía nuclear,sin intervención de campos magnéticos:

Generador termoeléctrico de radioisótopos

Generador termoeléctrico de radioisótopos de la sonda espacial Cassini.

En la mayoría de los casos, el rendimiento de la transformación es tan bajo que es preferible hacerlo en varias etapas. Por ejemplo, convertir la energía nuclear en energía térmica, posteriormente en energía mecánica de una gas a gran presión que hace girar una turbina a gran velocidad, para finalmente, por inducción electromagnética obtener una corriente alterna en un alternador, el generador eléctrico más importante desde un punto de vista práctico como fuente de electricidad para casi todos los usos.

[editar] Generadores ideales

Desde el punto de vista teórico (teoría de circuitos) se distinguen dos tipos de generadores ideales:[1]

Generador de voltaje o tensión: un generador de voltaje ideal mantiene un voltaje fijo entre sus terminales con independencia de la resistencia de la carga, Rc, que pueda estar conectada entre ellos.

Figura 1: Generador de tensión ideal; E = I×Rc

Generador de corriente o intensidad: un generador de corriente ideal mantiene una corriente constante por el circuito externo con independencia de la resistencia de la carga que pueda estar conectada entre ellos.

En la Figura 1 se ve el circuito más simple posible, constituido por un generador de tensión constante E conectado a una carga Rc y en donde se cumpliría la ecuación:

Figura 2: E = I×(Rc+Ri)

El generador descrito no tiene existencia real en la práctica, ya que siempre posee lo que, convencionalmente, se ha dado en llamar resistencia interna, que aunque no es realmente una resistencia, en la mayoría de los casos se comporta como tal. En la Figura 2 se puede ver el mismo circuito anterior, pero donde la resistencia interna del generador viene representada por una resistencia Ri, en serie con el generador, con lo que la ecuación anterior se transforma en:

Así, un generador real puede considerarse en muchos casos como un generador ideal de tensión con una resistencia interna en serie, o bien como un generador ideal de intensidad en paralelo con una resistencia.[1]

[editar] Fuerza electromotriz de un generador

Una característica de cada generador es su fuerza electromotriz (F.E.M.), simbolizada por la letra griega epsilon (ε), y definida como el trabajo que el generador realiza para pasar la unidad de carga positiva del polo negativo al positivo por el interior del generador.

La F.E.M. (ε) se mide en voltios y en el caso del circuito de la Figura 2, sería igual a la tensión E, mientras que la diferencia de potencial entre los puntos a y b, Va-b, es dependiente de la carga Rc.

La F.E.M. (ε) y la diferencia de potencial coinciden en valor en ausencia de carga, ya que en este caso, al ser I = 0 no hay caída de tensión en Ri y por tanto Va-b = E.

Una dinamo o dínamo es un generador eléctrico destinado a la transformación de energía mecánica en eléctrica mediante el fenómeno de la inducción electromagnética.

La corriente generada es producida cuando el campo magnético creado por un imán o un electroimán fijo (inductor) atraviesa una bobina rotatoria (inducido) colocada en su seno. La corriente inducida en esta bobina giratoria, en principio alterna es transformada en contínua mediante la acción de un conmutador giratorio, solidario con el inducido, denominado colector, constituido por unos electrodos denominados delgas, de aquí es conducida al exterior mediante otros contactos fijos llamados escobillas. que hacen contacto por frotamiento con las delgas del colector.

El generador es el encargado de producir la electricidad para el consumo del automóvil y para reponer las pérdidas de carga en los acumuladores.Hasta los comienzos de los años 1960s se usaba un generador de corriente directa conocido como dinamo, el que producía directamente corriente directa para la carga de las baterías de acumuladores. Con la invención y desarrollo de los diodos rectificadores, empezó a utilizarse un generador de corriente alterna con diodos rectificadores incorporados para rectificar la corriente de salida, conocido como alternador.un generador electrico puede ser de corriente continua o de corriente alterna.

un gen.de corr.continua basicamente esta compuesto de un estator(que puede estar formados por imanes permanentes o por un bobinado al cual se le aplica una tension),y un inductor donde se genera tension,debido a la rotacion del mismo al cortar las lineas de fuerza magnetica del estator.ademas posee un colector que es el encargado de recoger la tension generada mediante unas escobillas(carbones).

todos estos elementos estan alojados en una carcaza que en general son de fundicion de aluminio( metal de excelente conduccion termica).en general poseen una polea utilizada para trasmitir la energia mecanica,por ejemplo de una

helice (generador eolico).consta ademas de un eje el cual esta apoyado en 2 rodamientos a bolillas o rodillos,para disminuir el rozamiento mecanico.

el generador de corriente alterna es llamado tambien alternador,basicamente `posee los mismos elementos que constituyen un generador de corriente continua,salvo que la tension generada es ahora en el estator,y el campo que se mueve es el provisto por los imanes permanentes,o el campo auxiliar alimentado por la tension de una bateria.

tambien podemos observar que se utilizan anillos rozantes en lugar de colector.

y un alternador puede generar energia util a mucho menos vueltas que uno de continua.

ELECTRICIDADLA ELECTRICIDAD EN LA VIDA IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE LA ELECTRICIDAD DISCIPLINAS HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD CLASES DE CARGA ELÉCTRICA CUERPOS CONDUCTORES y AISLANTES CORRIENTE ELÉCTRICA VOLTAJE RESISTENCIA ELÉCTRICA - LEY DE OHM POTENCIA ELÉCTRICA - LEY DE WATT LEYES Y FÓRMULAS DE JOULE COMO FUNCIONA UN GENERADOR ELÉCTRICO OTRAS FORMAS DE PRODUCIR ELECTRICIDAD Otra forma de entender a la corriente CORRIENTE ALTERNA EL SUMINISTRO DE ELECTRICIDAD

LA ELECTRICIDAD EN LA VIDA:

La electricidad en el aire: El rayo es el resultado de una descarga eléctrica en una nube, la cual provoca una intensa luz, calor, y ruido; pudiendo provocar destrucción y muertes.

La electricidad en los animales: En los animales un pequeño músculo produce pulsos eléctricos. Distintas especies se han aprovechado de esto para cazar y matar: la raya y el tiburón.

La electricidad en el cuerpo: El ritmo cardiaco por el cual vivimos depende de la electricidad, produciendo un latido. De allí que todos los sistemas dependen de la sincronización del latido. El electrocardiograma es un aparato que permite medir esta pequeña cantidad de electricidad que gobierna al corazón. Y un resucitador es otro aparato que, por medio de una descarga eléctrica, trata de volver a sincronizar al corazón luego de un paro cardíaco.

IMPORTANCIA DEL ESTUDIO DE LA ELECTRICIDAD

Es difícil imaginar un mundo sin electricidad. En cientos de maneras afecta y influye nuestra vida diaria. Vemos el uso de la electricidad directamente en nuestros hogares para iluminación, para el funcionamiento de los aparatos domésticos, el televisor, el receptor de radio, estufas, etc. Vemos el empleo de la electricidad en los transportes. La electricidad se ha usado en la fabricación de la mayoría de las cosas que empleamos, ya sea directamente, como para operar las máquinas que mano facturaron o procesaron los productos que necesitamos. Sin la electricidad, la mayor parte de las cosas que usamos y de las que disfrutamos hoy en día no serían posibles.

Son numerosas las disciplinas que se ocupan del estudio de la electricidad: la electrostática, que estudia las cargas eléctricas en reposo; la electrocinética, que estudia las cargas eléctricas en movimiento a través de un conductor; el electromagnetismo, que trata de la relación entre las corrientes eléctricas y los cuerpos magnéticos; la electrónica, que estudia el paso de las cargas eléctricas a través de gases, sólidos y el vacío; la electrotecnia, que se ocupa del transporte de la energía eléctrica y de sus aplicaciones, etc.

Ejemplo de aplicaciones: Lamparas

Lámpara de descarga: La que produce luz mediante una descarga eléctrica en un tubo que contiene un gas enrarecido.

Lámpara de incandescencia: Aquella que produce la luz mediante un filamento, normalmente de volframio, que, contenido en una atmósfera cerrada, gaseosa e inerte, se pone incandescente al paso de la energía eléctrica.

DISCIPLINAS:

La Electrónica:

Rama de la física que estudia los fenómenos derivados del paso de las cargas eléctricas a través de gases, sólidos y el vacío y que se ocupa de ciertos dispositivos en los que puede controlarse el movimiento de los electrones, así como de los circuitos que pueden formarse conectando varios de estos dispositivos entre sí. Entre los componentes electrónicos los hay

pasivos (resistencias, condensadores o inductancias), activos (tubos de vacío, tubos de gas y dispositivos semiconductores) y transductores (células fotoeléctricas, micrófonos, altavoces, etc. ). Los componentes pasivos se limitan a transmitir la corriente, poniendo al paso de ésta ciertos impedimentos. Los componentes activos modifican la estructura de la corriente, rectificándola (es decir, pasándola de alterna a continua) o amplificándola. Los transductores transforman una forma de energía en otra. P. ej. , una célula fotoeléctrica transforma la energía luminosa en energía eléctrica. La electrónica tiene una extraordinaria importancia en la industria actual debido a su utilización en el campo de la radio, la televisión, las computadoras, etc. Desde el punto de vista de sus aplicaciones, se divide en ramas como la electroacústica, la radiotecnia, la informática, etc.

Electroquímica:

Parte de la química que estudia la relación entre los procesos químicos y los eléctricos. Entre ellos están la electrólisis, en la que la energía eléctrica produce reacciones químicas, y los procesos que se dan en las pilas eléctricas, en los que reacciones químicas generan una corriente eléctrica.

Electrotecnia o electrotécnica:

Parte de la física que estudia la producción, transporte y usos prácticos de la energía eléctrica.

Electrotermia:

Técnica de la transformación de la energía eléctrica en calor.

Electromagnetismo:

Estudio de los fenómenos producidos por la interrelación entre los campos eléctrico y magnético. Toda carga eléctrica en movimiento crea a su alrededor un campo magnético, con propiedades similares a las de un imán, y a su vez todo campo magnético ejerce una fuerza sobre los conductores por los que circula una corriente eléctrica o la crea en éstos cuando varía el flujo de líneas magnéticas que los atraviesa. De ello se deduce que la energía eléctrica puede ser transformada en trabajo mecánico (motor eléctrico) y que la energía mecánica puede convertirse en electricidad (fenómeno de inducción magnética).

HISTORIA DE LA ELECTRICIDAD

El hombre primitivo hubo ya de asombrarse de la fuerza eléctrica del rayo, atribuido más tarde por los antiguos griegos, con tanta ingenuidad como sentido poético, a las iras de Júpiter. Pero en aquellos mismos remotos del alumbramiento de las ciencias especulativas y naturales fueron catalogadas, también en Grecia, dos nuevos fenómenos "eléctricos", mucho menos espectaculares, desde luego, pero en alto grado intrigante: la propiedad del

ámbar de atraer objetos livianos una vez frotado con un paño de lana, y el insólito comportamiento de cierta piedra magnesia, lugar muy famoso de la antigua tesalia, cuya atracción ejercida permanentemente sobre el hierro no dejaba de admirar a Platón.

De todos modos, hubiéramos de transcurrir mas de mil años hasta que el italiano Galvani pudiese añadir casualmente a la modestísima serie de conocimientos eléctricos fundamentales acumulados por el hombre, el de un fenómeno de nueva índole: la generación de una corriente eléctrica, provocada poniendo simplemente en contacto la pata de una rana recién muerta y desollada con unos objetos metálicos. A partir de entonces la electrologia inicia una deslumbrante y acelerada carrera de descubrimientos y sistematización, hasta llegar en nuestros días a constituir una de las ramas de la ciencias mas densas de contenido especulativo y de mayor trascendencia para la sociedad humana por sus casi ilimitadas aplicaciones practicas.

Se atribuye al griego THALES DE MILETO (640-546 A. C) el haber descubierto que una varilla de ámbar frotada con un trozo de piel tiene la propiedad de atraer cuerpos livianos. Fueron éstas las primeras experiencias en las que se tuvo contacto con fenómenos de naturaleza eléctrica. Debieron pasar más de 2. 000 años para que se comprobara que esta propiedad descubiertas por Thales de Mileto, no solo se presentaba el ámbar sino muchos otros materiales, como el vidrio, el plástico, la resina, el azufre, etc.

En 1. 551 CARDAN, observo las diferencias existentes entre las propiedades magnéticas de la magnetita y las propiedades eléctricas del ámbar.

En 1. 747 FRANKLIN, distinguió entre electrizacion positiva y negativa

Los primeros estudios cuantitativos de la electrizacion se deben a PRIESTLEY y COULOMB, quienes independientemente descubrieron la LEY DE LA ATRACCIÓN Y REPULSIÓN de cargas eléctricas.

VOLTA resolvió el problema del almacenamiento de la energía construyendo la primera pila eléctrica.

En 1819, el científico danés Hans Oersted noto que una corriente eléctrica crea un campo magnético tal y como ocurre en un imán. Este descubrimiento sirvió para la invención de los generadores y los motores eléctricos. El electromagnetismo no es solo una de las cuatro fuerzas básicas que mantienen unido el universo sino también es toda clase de radiación conocida, incluyendo las ondas de televisión, las ondas de radio, la luz visible, los rayos-X, los gama y los rayos cósmicos.

En 1. 831, FARADAY consiguió la producción de corrientes eléctricas inducidas mediante un campo magnético variable. Las ecuaciones del campo electromagnético de MAXWELL, en 1. 865, supusieron el establecimiento del electromagnetismo clásico que, salvo algunas restricciones, está todavía vigente, a pesar de la teoría Cuántica y de la Relatividad.

CLASES DE CARGA ELÉCTRICA: 

La materia está formada por átomos que, en estado normal, son eléctricamente neutros. Cada átomo tiene en su interior una determinada cantidad de protones (con carga positiva) y la misma cantidad de electrones (con carga negativa) girando alrededor del núcleo. Sin embargo es frecuente que los átomos ganen o pierdan uno o varios electrones. En el primero de los casos el átomo se carga negativamente (electricidad negativa), mientras que en el segundo se carga positivamente (electricidad positiva).

Por lo tanto existen dos tipos de cargas eléctricas: positivas y negativas. Cuando los átomos de un cuerpo reciben electrones provenientes de los átomos de otro cuerpo, el que recibe electrones adquiere carga eléctrica negativa ya que ahora tiene electrones de mas. El cuerpo que ha perdido electrones queda con cargas eléctricas positivas.

Como consecuencia de la existencia de dos tipos de cargas eléctricas puede ocurrir:

* que dos cuerpos se atraigan. Esto se produce cuando unos de los cuerpos tiene carga positiva y el otro negativa.

*que dos cuerpos se rechazan. Esto ocurre cuando ambos cuerpos tienen la misma carga.

Los fenómenos eléctricos pueden deberse a electricidad estática o pueden ser debidos a la circulación de una corriente eléctrica.

Si un objeto recibe un exceso de electrones adquiere carga positiva, y si le faltan electrones adquiere carga positiva. Todo cuerpo cargado se encuentra rodeado por un campo eléctrico que actúa sobre los cuerpos cercanos a el. Este fenómeno se conocía ya en la antigua Grecia, donde se había observado que al frotar un trozo de ámbar con una tela, aquel era capaz de atraer pequeños objetos tales como trozos de papel. En el griego, el ámbar recibe el nombre de electrón, y de este vocablo se deriva el termino electricidad.

Debido a la tendencia de las cargas eléctricas a compensare entre si, se produce la corriente eléctrica, que es un movimiento ordenado de partículas cargadas. En algunas sustancias, como en los metales, existen electrones libres que pueden moverse y vagar en forma desordenada entre los átomos. Si se utiliza una fuente de alimentación, por ejemplo una pila eléctrica, se consigue que estos electrones se desplacen creando un flujo de corriente a través del conducto. Dicha fuente es una bomba de electrones que los obliga a desplazarse a través del conducto. Un polo de la pila tiene exceso de electrones ( polo negativo) y el otro tiene déficit ( polo positivo). Al conectar los polos a un conductor se cierra un circuito y se crea una corriente de electrones que fluye del polo negativo al positivo.

ACLARACIÓN: la corriente no viaja del polo positivo hacia el polo negativo; esta conversión es anterior al descubrimiento del electrón. Ahora sabemos que las cosas ocurren a la inversa: son los electrones que pasan del polo negativo al positivo.

CUERPOS CONDUCTORES:

Son cuerpos conductores de la electricidad aquellos que dejan pasar fácilmente la corriente eléctrica. Para que un cuerpo sea conductor necesita tener átomos con muchos electrones libres, que se puedan mover con facilidad de un átomo a otro.

CUERPOS AISLANTES:

Se llama así a aquellos cuerpos que no permiten el paso de la corriente eléctrica. Una diferencia de potencial establecida en un material aislante no consigue movilizar a los electrones de dicho material. El diamante, el plástico y la madera son materiales aislantes.

CORRIENTE ELÉCTRICA:

Para que una corriente fluya debe existir un sistema cerrado y una fuerza (llamada fuerza electromotriz o fem) que empuje la carga. La fem puede ser una pila o un generador. El material también debe ser un buen conductor, como el cobre, esto es, que debe transmitir fácilmente una carga. Un sistema cerrado implica una fuente o fem, una carga que consume energía (por ejemplo una lámpara) y dos cables que unen la fuente con el dispositivo.

El nombre de la corriente eléctrica proviene de la creencia de que esta fluía como el agua. De hecho se parece mas a una fila de bolitas: cuando uno empuja la primera, esta mueve la segunda y así sucesivamente hasta mover la ultima. En cualquier buen conductor algunos electrones se desplazan libremente. Cuando se enciende el circuito, estos electrones libres se mueven todos en el mismo sentido, chocando el uno con el otro y pasando la carga. Para que la corriente fluya debe haber mas electrones en un terminal de un circuito que en el otro. Esta diferencia, llamada DIFERENCIA DE POTENCIAL, es creada por una batería o un generador y se mide en voltios. La velocidad a la que fluye la electricidad (AMPERAJE) depende no solo del voltaje, sino también de la resistencia del circuito, esto es, que tanto se obstruye el flujo de la electricidad. La resistencia se mide en OHMS.

VOLTAJE:

Las fuentes de alimentación, como los generadores, pilas, baterías, y termoelementos, transforman determinadas formas de energía en energía eléctrica. La "presión" que ejerce la fuente sobre los electrones y que los impulsa a moverse se llama tensión eléctrica o fuerza electromotriz, que se miden en voltios.

Para encender una lámpara común hogareña hacen falta 220 volt. En este gráfico podemos ver que al dar una baja tensión de electricidad la lampara no funcionará o bien funcionará mal; al recibir la tensión necesaria la lampara funciona normalmente, y si le damos un exceso de tensión la lampara se quemará. Aquí podemos ver como influye la tensión de la electricidad, por ejemplo, en una lámpara.

RESISTENCIA ELÉCTRICA - LEY DE OHM:

En su recorrido a través de un conductor y de un aparato eléctrico, los electrones encuentran diferentes obstáculos que se oponen a que los mismos fluyan libremente. Este fenómeno recibe el nombre de resistencia eléctrica, medida en ohmios. En un cuerpo conductor esta resistencia es muy baja; y en un cuerpo aislante esta resistencia es muy elevada. Si queremos calcular cual es la resistencia de un cuerpo debemos aplicarle un cierto voltaje y ver cuanta corriente eléctrica deja pasar (es decir cuantos amper pasan).

Para saber cuantos Ohms tiene un cuerpo debemos dividir el voltaje por la corriente:

RESISTENCIA = VOLTAJE / CORRIENTE

que expresado en unidades da:       OHM = VOLT / AMPER

POTENCIA ELÉCTRICA - LEY DE WATT: 

Si a un determinado cuerpo le aplicamos una fuente de alimentación (es decir le aplicamos un Voltaje) se va a producir dentro del cuerpo una cierta corriente eléctrica. Dicha corriente será mayor o menor dependiendo de la resistencia del cuerpo. Este consumo de corriente hace que la fuente este entregando una cierta potencia eléctrica; o dicho de otra forma el cuerpo esta consumiendo determinada cantidad de potencia. Esta potencia se mide en Watt. Por ejemplo una lámpara eléctrica de 40 Watt consume 40 watt de potencia eléctrica. Para calcular la potencia se debe multiplicar el voltaje aplicado por la corriente que atraviesa al cuerpo. Es decir:

POTENCIA = VOLTAJE x CORRIENTE

que expresado en unidades da:   WATT = VOLT x AMPER

LEYES Y FÓRMULAS DE JOULE:

Efectos caloríficos de la corriente:

Se ha comprobado que la corriente eléctrica, al recorrer un conductor de cualquier clase que sea, produce el aumento de temperatura. Ese fenómeno se observa mas fácilmente en los conductores metálicos. El efecto calorífico de la corriente se lo llama efecto joule ; tales son, por ejemplo, las planchas eléctricas, los caloríferos, los soldadores eléctricos, los hornos eléctricos para la fundición de metales, los dispositivos eléctricos para soldar metales y muchos otros, en todos los cuales su funcionamiento se basa en el calor que la corriente produce al circular por el conductor.

El físico Joule fue el primero que dio reglas o leyes, para hallar la cantidad de calor que produce una corriente al circular por un conductor. Tales leyes se expresan así:

1) la cantidad de calor producida por una corriente en un tiempo dado, esta en razón directa del cuadrado de la intensidad de la corriente.

2) siendo iguales todas las circunstancias (intensidad y tiempo) la cantidad de calor producida esta en razón directa con la resistencia del conductor.

COMO FUNCIONA UN GENERADOR ELÉCTRICO: 

La electricidad es una de las formas mas útiles de la energía: se distribuye con facilidad, se conecta e interrumpe instantáneamente, y se puede convertir en energía calórica, lumínica, magnética, etc. Las maquinas que producen corriente eléctrica se llaman generadores.

El principio del generador es simple: cada vez que un conductor se mueve cerca del extremo de un imán se origina en él una diferencia de tensión eléctrica (voltaje). Esta notable propiedad del magnetismo, es decir su capacidad de crear un flujo de electrones, es todavía un misterio. Simplemente se acepta como echo de experiencia que cuando un conductor se mueve en un campo magnético nace entre sus extremos una diferencia de presión eléctrica; si conectamos ese conductor a un circuito circulara en él una corriente eléctrica.

Se llama campo magnético a la zona que rodea a un imán y en la cual se manifiestan sus efectos. Para que nazca una tensión eléctrica el conductor debe moverse y atravesar las líneas de fuerza. No hay voltaje si no se mueve, no hay voltaje si no se cortan las líneas de fuerza.

Para lograr un voltaje mayor hay cuatro recursos:

1) mas líneas de fuerza para cortar, es decir, un imán mas potente. En la practica se utiliza un electroimán (hierro rodeado por un carrete de alambre conductor, porque así como los imanes engendran corriente, las corrientes engendran imanes). Cuanto mas vueltas tiene la bobina, mas intenso es el campo magnético.

2) línea de fuerza mas compacta, enfrentando dos electroimanes y creando así un campo rectilíneo entre ambos. De este modo los conductores que giran en espacios libres cortan prácticamente todas las líneas de fuerza.

3) mas velocidad del conductor, para que corte mas líneas de fuerza por segundo.

4) mas conductores que se muevan, es decir mas alambres girando dentro del campo magnético, o sea, una bobina con mas espiras.

OTRAS FORMAS DE PRODUCIR ELECTRICIDAD:

La pila seca (o pilas comunes):

La pila seca consiste en un receptáculo de zinc (placa negativa de la pila), en cuyo interior hay una varilla de carbón rodeado de una mezcla de polvo de carbón, bióxido de manganeso (mno2), cloruro de amonio y cloruro de zinc en agua. La reacción química entre el cloruro de amonio(clnh4) y el zinc deja a este con un exceso de electrones, mientras la varilla de carbón, que actúa como segunda placa, queda con escasez de electrones, es decir cargada positivamente. El bióxido de magnesio actúa como despolarizador: elimina el h adherido al carbón. El voltaje obtenido es 1, 6 volt; por cada amperio se consume 1, 2 gramos de zinc.

Los acumuladores:

Son aparatos capaces de acumular energía. Los más importantes son los eléctricos, dispositivos en los que se transforma la energía eléctrica de corriente continua en energía química. Ésta puede transformarse después nuevamente en eléctrica en la fase de descarga. Como tal actúan las llamadas baterías de los automóviles. A diferencia de las pilas secas en los acumuladores se usan líquidos, que también por medio de una reacción química generan electricidad. Son utilizados para descargas cortas de alto nivel (estaciones telefónicas, locomotoras, automóviles, etc.). Los nuevos plásticos le confieren menor peso. En autos y aviones las placas delgadas permiten reducir peso y espacio y proporcionar mejor rendimiento a bajas temperaturas. Pero las placas gruesas son sinónimos de larga vida, mas o menos 1. 000. 000 de ciclos cortos.

Pares termoeléctricos:

Un par termoeléctrico consiste simplemente en dos alambres unidos en ambos extremos para formar un circuito. Ya en 1821 se descubrió que calentando una de las uniones se produce una débil corriente eléctrica, es decir, un flujo de electrones. La termoelectricidad es pues la conversión directa del calor en energía eléctrica o viceversa.

Represas hidroeléctricas:

La represas facilitan el riego, regularizan las crecientes y suministran electricidad. En realidad la electricidad es generada por un generador de los nombrado anteriormente; pero este generador es movido por una turbina que a su vez es movida por el agua que ingresa de la represa. La energía que producen es según el tamaño de la represa. Pero la equivalencia es igual a 1 HP = 0, 75 kilovatios

Energía eólica:

Funciona de la misma manera que las represas hidroeléctricas pero en este caso la turbina es movida por el aire y no por el agua; por lo general es un molino de 8 o 12 hojas. Se utiliza para explotaciones menores como fincas, granjas, etc.

Otra forma de entender a la corriente:

Supongamos que una correa transportadora llena de hormigas se pone en marcha, y tendremos una buena imagen de lo que es una corriente eléctrica. Pero con una particularidad: que mientras la velocidad espontánea de la hormiga (calculada cuanto tarda en salir una hormiga apenas entra otra) es de 1. 400 kilómetros por segundo, la velocidad de arrastre de la correa es solo de unos 2 centímetros por segundo. Es como si la velocidad de los electrones fuera de 100 kilómetros por hora y la correa avanzara a razón de solo 1 centímetro cada 20 días.

Tres hechos importantes surgen de esto: 

1) que las "hormigas" o electrones que entran en el conducto no son las mismas que las que salen, sino otras que ya estaban cerca de la salida.

2) que en la corriente continua el flujo de electrones es lento y se asemeja al paso trabajoso del agua a través de un filtro.

3) se dice que la corriente eléctrica es muy veloz porque la perturbación causada por el campo eléctrico, es decir el desequilibrio que se crea en un extremo de un conducto, se trasmite a casi 300. 000 kilómetros por segundo.

CORRIENTE ALTERNA:

En la corriente alterna no hay un polo positivo y otro negativo, sino que cada borne pasa del polo + al polo - y viceversa varias veces por segundo. En nuestro ejemplo con las hormigas es como si la correa realiza un vaivén de ida y vuelta. En la realidad siempre se usa la corriente alterna; y la central eléctrica en lugar de suministrarnos electrones en forma continua se limita a "sacudirlos" a domicilio.

La frecuencia de ese cambio se mide en cantidad de veces por segundo, y la unidad es el Hertz. Por ejemplo a nuestros hogares llegan 220 volt con una frecuencia de 50 hertz (aunque en otros países se usan 110 volt o 60 hertz). En electrónica o en comunicaciones se usan frecuencias mucho más elevadas, de miles o millones de hertz (kilohertz o KHZ y megahertz o MHZ).

EL SUMINISTRO DE ELECTRICIDAD:

La electricidad se genera en estaciones de poder en forma de una corriente alterna (CA), una corriente que invierte la dirección regularmente. El voltaje de esta corriente CA se aumenta dramáticamente por los transformadores hasta 400. 000 voltios, para enviar electricidad a largas distancias a través de una red llamada red de transmisión. Cerca de su destino hay mas transformadores en una subestacion para reducir el voltaje a 110 o 220 voltios. Este bajo voltaje luego se envía a casas y negocios. Las fabricas grandes generalmente tienen sus propios transformadores porque prefieren un voltaje alto.

Dos aclaraciones:

?Por qué se envía la electricidad a muy alta tensión?: porque a bajo voltaje no puede transportarse económicamente ya que la corriente necesaria seria muy elevada y los cables se calentarían demasiado; por eso se la transforma en la llamada" alta tensión", que en las convenciones actuales, por ejemplo en el mercado común europeo, es de 380.000 voltios. Como se vio en el cálculo de potencia, la potencia total depende del voltaje y de la

corriente. Por ejemplo para suministrar a un pueblo una potencia de 380.000 watt se podría usar 220 volt y 1727 ampers; o 380.000 volt y 1 amper. Pero un cable que soporte 1727 amper sería muy grueso, pesado y caro, y calentaría demasiado comparado con otro cable que solo soporte 1 amper. Es más fácil usar un cable bien aislado que uno muy grueso.

?Por que se usa corriente alterna en vez de continua?: La corriente continua no puede ser multiplicada ni dividida en forma económica y, por esta razón, siempre se distribuye corriente alterna. La corriente continua se obtiene hoy por rectificación de la corriente alterna, y solo se la utiliza en electroquimica y en la tracción eléctrica local, o en los equipos eléctricos y electrónicos pero a muy bajo voltaje.

Motores Eléctricos

Se trata de un dispositivo rotativo que transforma energía eléctrica en energía mecánica.

Aquí veremos como funcionan y como construirlos, desde simples motores a otros más complejos

Como construir un motor window

Ya hacía tiempo que no nos enviaba nada y sus trabajos siempre son de primera calidad. Aquí tenemos otro proyecto de Jorge Rebolledo se trata de un motor window, a disfrutarlo.

A diferencia de los otros artículos, cuelgo primero el vídeo de youtube, donde explica el funcionamiento del motor window y luego una secuencia de fotografías.

Bobinas

Esta es una forma muy fácil de construir una bobina a mano, con tres clables magnéticos enrollados en una plataforma de plástico convenientemene armada para recibir los cables alrededor del rotor.

El rotor es de resina plástica al que se le agregaron 4 barras de imanes de neodimio muy potentes. Sobre los cuales van a girar dos rodamientos que están colocados en las paredes de la base del plástico.

El rotor

El rotor se compone de 4 barras de imanes de neodimio muy potentes, los cuales han sido encapsulados en resina plástica y colocados en 2 rodamientos laterales. A consitnuación explicamos como se hizo el rotor.

Circuito

En este proyecto se ha utilizado un circuito secuencial bipolar, con 4 transistores y 4 potenciómetros. Este circuito aprovecha al 100% la energía que produce el rotor de imanes. Este generador produce 2,8 amperios con un consumo de 1860 miliamperios, activándolo con una fuente de 24 voltios.

Con este generador se puede cargar una batería de un automóvil en unas 4 horas continuas.

Muchas gracias Jorge.

Construcción de un sencillo motor homopolar

Aquí vemos como construir un sencillo motor homopolar, con únicamente una pila, un trozo de cable y un imán.

Los motores homopolares, se caracterizan porque el campo magnético mantiene siempre la misma polaridad.

Una consideración a tener en cuenta para el buen funcionamiento del experimento, consiste en usar un imán de nedimio. Si usamos uno de ferrita, no será tan efectivo o no funcionará. 

Materiales

Pila 1,5 V A-A Trozo de Cable de cobre Tornillo Imán de Neodimio

Coste

Prácticamente Nulo. Todos los materiales se encuentran habitualmente en casa, excepto el imán de nedimio que se puede conseguir bien de un disco duro de ordenador o de los juegos como Geomax

Construir un motor Bedini

Como siempre Jorge Rebolledo nos sorprende con un nuevo proyecto.

En este caso se trata de la construcción de un motor Bedini, del que por cierto nunca he oido hablar, y en internet no he encontrado mucha información.

Este motor al igual que el motor Newman, se basa en la inducción electromagnética. Este mtoro también tiene imanes de neodimio.

Se utilizó el mismo circuito del Motor Newman (Lindermann Circuit)

Las bobinas A y B impulsamn el motor y a la vez generan energía eléctrica. Obteniendo más de 57 voltios.

Aquí tenéis el vídeo de su funcionamiento y explicaciones para su construcción.

Construir un motor de corriente alterna AC

He encontrado una web donde muestran como construir un sencillo motor de corriente alterna monofásico. Me parece importante destacar que trabaja únicamente con una fase.

El motor lo hacen con materiales fáciles de encontrar y desarrollando el motor a partir de las bases teóricas de la electricidad y de los motores eléctricos.

Recuerdo cuando en la universidad empecé a estudiar máquinas eléctricas, empezaron enseñándonos un motor ideal de una espira. Y a partir de aquí cada vez iban desarrollándolo más hasta conseguir todo tipo de motores, pero siempre basado en los mismos principios.

Han creado tanto el estator como el rotor de un tipo de espuma, es la que usan para embalar los portátiles y protegerlos de golpes.

en el rotor, parte móvil han colocado 6 imanes alternando su polaridad nort-sur.

y en el estator han colocado los 6 polos, 6 bobinas.

Aquí comentan que an conectado todas las bobinas en serie y han generado una tensión alterna de 70 V mediante un oscilador y un transformador de 110V a 12V.

Os dejo un esquema de como han realizado las conexiones. Aunque el esquema es de un motor de 8 polos, y el del proyecto es tan sólo de 6.

Un vídeo del motor funcionando.

Los más atrevidos, podrían intentar modificar el motor para conseguir que fuera trifásico. Aquí os dejo como sería el esquema de conexión de las bobinas.

Y cuidadito con la alterna que es peligrosa.

Os dejo las fuentes del creador del proyecto y de buenas páginas para obtener más información.

Ac Motor . Creador del proyecto y de donde hemos scado las fotografías. Polyphase Motor . Buena página en inglés con iformación relacionada y de donde hemos

sacado los esquemas.

Y de regalo

Tu verás . Impresionante web que he encontrado buscando documentación. Llena de información sobre las máquinas eléctricas en español.

 

Construir un motor homopolar de cinco velocidades

Basado en el motor eléctrico más sencillo del mundo. He encontrado en instructables la siguiente modificación.

Realmente ingeniosa.

Funcionamiento teóricos motores y generadores eléctricos

Después del último artículo sobre la construcción de un motor de corriente alterna monofásico, me ha parecido muy interesante colgar este vídeo sobre las bases teóricas de los motores y los generadores eléctricos.

Como se forman y como actúan las fuerzas electromotrices. en las máquinas eléctricas.

Un saludo.

Los motores electricos mejorando su control y protección

Hace casi un año, hicimos referencia a la Biblioteca Digital de Scheneider Electric.

En este caso adjuntamos par que os descargueis una de sus publicaciones relacionada con los motores electrícos. Realmente excepcional

En este documento nos explican de forma detallada como funciona un motro electrico, las partes que lo componene y como mejorar su control y protección.

Reproducción del Cuaderno Técnico nº 207 de Schneider Electric

Esperamos que os resulte tan interesante como a nosotros.

Adjunto Tamaño

motores.pdf 701.45 KB

Motor Newman

Tres partes sobre como hacer un motor Newman.

Construir un motor de Newman - Parte I

Aquí os dejo la primera de una serie de artículos donde se va a explicar la construcción de un Motor de Newman.

El autor como en muchas otras ocasiones es Jorge Rebolledo. Nunca he oido hablar de este tipo de motores, a ver que podemos aprender...

Como hacer un motor Newman I

En breve seguimos con las otras partes. Pero para finalizar un vídeo del motor en funcionamiento

Si queréis más información podéis dejar un comentario, utilizar el foro o mandarle un mail al autor skycollection@hotmail.com

Construir un motor de Newman - Parte II

Continuando con la primera parte de la construcción de un motor de newman, aquí os dejamos la segunda.

Si tenéis dudas podéis hacerlo en los comentarios o escribiendo al autor skycollection@hotmail.com

Y dejamos un vídeo del motor en funcionamiento

Circuito de Leindermann

1. El interruptor magnético se coloca al frente del motor, como se indica en la fotografía, esto hace que el motor trabaje. conecta y desconecta la corriente de forma muy rápida.

2. No olvides colocar un bulbo de neon de C A E para que proteja tu transistor3. La toma de corriente es de 12 voltios, y el movimiento de los imanes genera un campo

magnético enorme, generando poco consumo de corriente y dando un beneficio adicional. Devuelve el voltaje para que cargues tus baterías, incluso las de tu automóvil.

4. Este es un bello motor. Un buen proyecto para tu escuela o un magnífico reto personal.

Construir un motor de Newman - Parte III

Y acabamos la trilogía de los motores de newman de Jorge Rebolledo.

Que podéis verlo en:

1. Construir un motor de Newman 1 2. Construir un motor de Newman 2

Como conclusión, el motor es casi perfecto, consume muy pocoa energía, no se calienta, no hace ruido, es un generador de corriente, carga baterías y es excelente para exhibirlo en casa demostranto tu talento.

No es algo que sea práctico porque es grande. En mi caso, lo que más me importó fue lo que aprendí durante el proceso de construcción...

Aquí tenéis un vídeo donde muestra como funciona.

Motor Solar Mendocino.

El Motor de Mendocino es un motor eléctrico que levita magnéticamente y que utiliza energía solar.

El motor consta de cuatro caras (sección cuadrada) alrededor de un eje, que forman el rotor.. El bloque del rotor tiene dos juegos de bobinas y una célula solar adjunto a cada lado. El eje está en posición horizontal y tiene un imán en cada extremo.

Los imanes en el eje son los que hacen que levite, por la fuerza de repulsión con otro juego de imanes en la base. Hay un imán adicional que se encuentra bajo el bloque del rotor y proporciona un campo magnético para el rotor y que se produzca el movimiento del motor.

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Web con los pasos para construir un motor solar magnético de mendocino

Un ejemplo del clásico motor de mendocino.

Hay multitud de vídeos en youtube, pero os dejo dos más que creo que vale la pena ver.

Motor Solar de Mendocino hecho con piezas lego

Motor Solar que Levita Magneticamente

¿Alguna experiencia con este tipo de motores?

Más sobre motores homopolares

Siguiendo la estela de un artículo colgado sobre la construcción de un motor homopolar, dejamos un par de sencillas variaciones, que quizás lo hagan más vistoso sobre todo en una clase bien de tecnología, por ejemplo de primaria, para meterles el gusanillo de la ciencia en el cuerpo a los alumnos.

Está basado en el mismo concepto, una pila, un imán de neodimio y en este caso en lugar de un cable y un tornillo, usaremos únicamente un trozo de alambre. En un vídeo coocado en espiral y en un tercero en forma de campana por llamarlo de alguna manera.

Podemos observar como alcanza suficientes revoluciones para lo sencillo del invento. Los motores se mueven porque se genra un par en el alambre debido a que los atraviesa una corriente eléctrica a través de un campo magnético, el sentido de esta fuerza o par viene determinado por lo que se llama la regla del FBI, que mejor explico en otro post.

Y para finalizar, otro vídeo "aclaratorio" de como se crea y funcionan estos motores. Hay que decir que no creo que este muy bien explicado pero puede ayudar a hacernos una idea.

En el vídeo lo que hace es crear una bobina de espira, la atraviesa con corriente electrica bajo un campo magnético que con las arandelas de colores que vemos en el centro. Al hacer el bobinado, fijaros en eld etalle de como lija una parte del hilo de la boina que hace de sujeción. Lo hace para quitarle el lacado.

Un saludo y espero sugerencias

Motores Térmicos

Un motor térmico es un conjunto de elementos mecánicos, que permite obtener energía mecánica a partir del estado térmico del fluido compresible que lo atraviesa.

Como se monta un motor

Hoy traemos como se monta un motor de 4 tiempos. Al igual que el vídeo de funcionamiento del motor resulta muy aclaratorio, aunque lo mejor es coger un viejo motor, depedazarlo y volverlo a montar. Una de las mejores prácticas que he hecho en toda la carrera.

Eolipila o Eolo de Heron

La Eolipila o Eolo de Heron está considerada como la primera máquina térmica de la historia.

Su inventor fue el ingeniero griego Heron de Alejandría (El Viejo)

La Eolípila, está fomada por una esfera hueca de la que salen dos tubos curbos por los que sale el vapor de agua y la hacen girar.

Aquí dejo unos vídeos muy cortos pero en los que se ve claramente como crear un eolípila casera y sencilla.

Más información.

Eolípila en la wikipedia Eolípila de Heron . Construcción del motor mediante una lata de refrescos

Motores Stirling

En esta sección vamos a profundizar en los motores stirling, definición, dipo de motores stirling y ejemplos de construcción y aplicaciones.

Interes en el Motor Stirling

Acabamos de crear un sección dentro de motores para los motores stirling. Estamos metiendo información en el blog, como una lista de enlaces y recursos con más información sobre este tipo de motores, así que creo conveniente explicar porque me resultan tan interesantes...

El stirling es un motor, que surgió como intento de alternativa a la máquina de vapor. Únicamente necesita de una fuente de calor para poder funcionar y los rendimientos obtenidos son muy buenos. Teóricamente es el único capaz de obtener el rendimiento de Carnot y en la práctica y a velocidades bajas, dicen que se acerca bastante. El rendimiento de Carnot es el máximo posible en motores térmicos.

Aplicaciones.

La Plataforma Solar de Almería está construyendo grandes equipos, para transformar el movimiento del motor en enegía eléctrica, concentrando la energía solar en un punto para obetener el foco caliente del motor.

Para los que ya estéis pensando en una nueva fuente de locomoción comentaros que aunque tiene un gran rendimiento su potencia específica es pequeña, al contrario que en los motores de cobustión interna alternativos que tuilizan los cohes.

Pero lo que a mí más me ha fascinado, ha sido ver pequeños modelos que funcionan únicamente con el calor que desprende el cuerpo humano. O de una taza de café.

Os dejo unos vídeos de youtube y a ver si nos ponemos manos a la obra para construir uno de los pequeñitos.

Como construir un motor Stirling I

Después de empezar a hablar en el blog sobre la máquina de Stirling, nuestro colaborador, Jorge Rebolledo nos ha enviado un despiece de la consturcción de una máquina que ha hecho inspirándose en un vídeo encontrado en youtube.

Por ser demasiado grande, vamos a dividir la construcción de la máquina en tres artículos.

Aquí va el primero.

Máquina de Stirling por Jorge Rebolledo

Construcción de la plataforma

Se necesita cortar un disco de aluminio y un tubo de pyrex

 

 

Dos CD's pegados para la plataforma.

Hasta aquí la primera parte de la máquina de stirling, en breve ponemos el resto.

Como construir un motor Stirling II

Segunda parte sobre la construcción de un motor Stirling

Aún queda una tercera parte ;-)

Máquina de Stirling por Jorge Rebolledo

Se utilizan dos CD's para la parte frontal y trasera del montaje.

Para hacer el motor más vistoso se van a colocar dos magnetos que serán los encargados de encender dos leds en nuestro motor de Stirling

Montaje del motor

Detalle de piezas utilizadas en la construcción del motor

Si tenéis alguna pregunta no dudéis en dejar un comentario.

Como construir un motor Stirling III

Tercera y última parte sobre la construcción de un motor Stirling

Máquina de Stirling por Jorge Rebolledo

Últimos retoques del montaje de la máquina de Stirling

.

Montaje del motor

Detalle de piezas utilizadas en la construcción del motor

Por último y antes de cerrar la trilogía del Motor Stirling, os dejo el vídeo que insiró a Jorge para construir la máquina.

Si tenéis alguna pregunta no dudéis en dejar un comentario.

Motor stirling paso a paso

Poco a poco y artículo a artículo vamos incrementadno nuestro pequeño rincón sobre los motores stirling.

En esta ocasión hemos encontrado un artículo con la construcción detallada del motor en makezine, web que recomiendo a todo el mundo.  Paso a traducir para que podáis disfrutarlo todos.

Construcción de un motor stirling. 

Se trata de una máquina en la que hay que ser bastante meticuloso en su construcción.

Usa las mismas técnicas que se describen en el artículo, para asegurar un corte preciso y que se ajuste a nuestros propositos.

Con una pequeña lima quitamos las rebabas del plástico de la tarrina del CD

Hacer bien claraas las marcas para corte en el aluminio, de forma que sean fáciles de ver para el corte con la sierra de calar 

Utilizamos una sierra de metal con la sierra de calar y cortamos con tranquilidad y fijándonos bien en las marcas para obtener los círculos. 

Para realizar un agujero central únicamente tenemos que hacer una serie de agujeros con un taladro, y luego limaremos con una lima fina, el aluminio es muy sencillo de trabajar y no

tendremos ningún problema.   

 

En este caso se compensó el cigüeñal del motor menos de lo que pone en las instrucciones de  la revista digital.

Encontramos una explicación totalmente detallada aunque en inglés en http://www.make-digital.com/make/vol17/?pg=70&pm=2&u1=friend 

Si algún fin de semana tengo algo de tiempo no descarto hacer mi intento y comentaros como ha ido.

Un saludo y espero que os sirva esta información.

Enlaces sobre motores stirling

Recopilación de enlaces interesantes sobre el motor stirling.

Motor Sirling en la Wikipedia . Entrada de la wikipedia dedicada al motor Sitrling, para mi gusto un poco floja. Seguro que hay gente que la puede mejorar mucho.

Distal y Eurodish . Proyecto a gran escala para convertir energía solar en energía aprovechable mediante motores stirling.

Proyecto final de carrera . Basado en el motor stirling. Se pueden encontrar recursos e información interesante.

Tecnología Obsoleta . Elegantísima explicación sobre los motores stirling Stirling Engine . Gran recopilación de links en inglés. Stirling EngineLinks . Otra imprescindible recopilación de enlaces en inglés, lástima que en

castellano no abunde toda esta información.

Si conoces más fuentes de información no dudes en dejar un comentario y agregaremos el enlace.

Vídeo como funciona un motorExcelente vídeo sobre el funcionamiento de un motor de 4 tiempos.