Algoritmos y lenguaje de programación. Física general

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Objetivos específicos

Algoritmos y Lenguaje de Programación:

- Implementar un arduino uno, para manipular un sensor de presión, que al indicar cierto valor emita una señal.

Física General:

- Definir el tipo mecanismos para el prototipo.

- Calcular la fuerza utilizada por el electroimán

- Calcular la corriente para generar el campo magnético.

- Calcular el coeficiente de fricción de los materiales.

- Calcular la inclinación del canalón.

Formación Sociocultural:

- Realizar el prototipo “Pull-metal” apegándose a la norma (NOM-087-ECOL-SSA1-2002 - NOM-008-SCFI-2002).

Inglés II

- Realizar un glosario de 25 conceptos utilizados en la fabricación del prototipo, haciendo un debido uso del idioma.

Matemáticas para Mecatrónica:

- Implementar los modelos matemáticos utilizados durante la fabricación del prototipo “Pull-metal”.

Resistencia de Materiales:

- Definir el tipo de materiales a usar en la construcción del prototipo mediante cálculos mecánicos.

Teoría de circuitos:

- Elaborar los debidos cálculos basándose en las leyes del magnetismo.

Solución propuesta

Si se reciclara el acero, su precio será más barato, sin afectar su calidad, ya que una gran cualidad de este material es que no importa las veces que sea utilizado, nunca perderá sus propiedades cualitativas. Es por eso que el prototipo tendrá un gran impacto en esta área ya que facilitará el reciclado de este valioso recurso.

MARCO TEÓRICO

El hombre descubrió que en la naturaleza existen ciertos materiales que tienen la propiedad de atraer al hierro, como la magnetita. Al estudiar estos materiales con más detalle, se aprecia sus propiedades más importantes, que son:

1.- Pueden atraer el hierro y otros metales como cobalto, níquel y sus aleaciones. Imanes unidos a un núcleo de hierro.

2.- En cada uno de sus extremos crean un polo diferente a los que el hombre les llamó polo positivo y polo negativo. El polo positivo es de donde salen unas líneas de fuerza y el polo negativo es a donde llegan esas líneas de fuerza.

Ilustración 1 polos de un iman

[pic 9]

3.- De estos dos polos que tiene cada imán, se descubrió que cuando enfrentamos dos polos diferentes se atraen.

4.- Y cuando enfrentamos dos polos del mismo tipo es que se repelen.

5.- Cada imán tiene su propio polo norte y su polo sur, los cuales no se pueden separar. Si se fragmenta un imán, cada trozo vuelve a tener sus dos polos. No es posible tener un solo polo en un imán.

6.- Su propiedad de atracción es capaz de atravesar objetos como papel, madera, plásticos, entre otros. La capacidad para atravesar algún material que se interponga dependerá de la magnitud del campo magnético. Este campo magnético que rodea a cada imán no es visible ante el ojo humano, pero se pueden realizar técnicas que permiten apreciarlo. Si colocamos limaduras de hierro cerca del imán, se orientan sobre sus líneas de fuerza.

CAMPO MAGNÉTICO EN UN CONDUCTOR

El imán está rodeado por líneas de fuerza debido a su campo magnético, pero no solo el imán se encuentra rodeado por campo magnético. En 1820 el físico Hans Christian Oersted descubrió que al colocar una brújula cerca de un conductor de corriente eléctrica se desviaba, de manera que quedaba en forma perpendicular con el conductor. De este modo se deduce que existe una relación entre los fenómenos magnéticos y eléctricos. Cuando por un conductor circulan los portadores de carga, se genera alrededor un campo magnético que sigue la regla de la mano derecha. Dicho campo magnético depende de la intensidad de corriente eléctrica y de la longitud del conductor.

Campo magnético creado por un conductor rectilíneo:

Una corriente rectilínea crea a su alrededor un campo magnético cuya intensidad se incrementa al aumentar la intensidad de la corriente eléctrica y disminuye al aumentar la distancia con respecto al conductor.

Ilustración 2 dirección de corriente

[pic 10]

En 1820 el físico danés Hans Christian Oersted descubrió que entre el magnetismo y las cargas de la corriente eléctrica que fluye por un conductor existía una estrecha relación.

Cuando eso ocurre, las cargas eléctricas o electrones que se encuentran en movimiento en esos momentos, originan la aparición de un campo magnético tal a su alrededor, que puede desviar la aguja de una brújula.

Campo magnético creado por un solenoide:

El campo magnético creado por un solenoide se incrementa al elevar la intensidad de la corriente, al aumentar el número de espiras y al introducir un trozo de hierro en el interior de la bobina (electroimán).

Ilustración 3 ciclo de la corriente

[pic 11]

Bobina solenoide con núcleo de aire construida con alambre desnudo de cobre enrollado en forma de espiral y protegido con barniz aislante. Si a esta bobina le suministramos corriente eléctrica empleando cualquier fuente de fuerza electromotriz, como una batería, por ejemplo, el flujo de la corriente que circulará a través de la bobina propiciará la aparición de un campo magnético de cierta intensidad a su alrededor.

Si se cierra este conductor para que forme espiras, el campo magnético resultante es la suma de cada uno de los campos magnéticos generados en todas las espiras y se produce un campo magnético de mayor intensidad.

Hay 2 principios importantes que se deben recalcar