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COLEGIO TÉCNICO INDUSTRIAL GUALACEO
INSTALACIÓN DE EQUIPOS Y MAQUINAS ELÉCTRICAS
TEMA: TRANSMISIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA INALÁMBRICA
CURSO:
3RO DE BACHILLERATO
PROFESOR:
ING. PABLO GOMEZ
INTEGRANTES:
ABNER JOSUÉ CASUAL GUNCAY
JONNATHAN DAVID SIGUENCIA ILLESCAS
AÑO LECTIVO:
2013-2014
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
INTRODUCCION:
Este proyecto surge con la necesidad de poner en practica nuestros
conocimientos adquiridos durante nuestra preparación académica e
implementar en el medio un sistema nuevo y novedoso.
Además de contar con mecanismos que permita distribuir la energía
eléctrica de manera más eficiente y que permita al usuario una mayor
comodidad al no tener que contar con una instalación mediante
conductores físicos
Este sistema permitirá abastecer de energía eléctrica a varios dispositivos
eléctricos o electrónicos sin la necesidad de conectar cada uno de estos a
una fuente de energía.
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
CAPITULO: 1
1.1.- ANTECEDENTES:
El trabajo realizado de los estudiantes del sexto de electricidad,
Jonnathan Siguencia, Abner Casual se trata de transmitir energía
inalámbrica mediante dos bobinas resonantes y que la bobina receptora
tenga la capacidad de encender un dispositivo eléctrico.
1.2.- TRANSMISIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA INALÁMBRICA
Este tipo de tecnología funciona en base de los conceptos de Nikola
Tesla, creando un campo magnético entre dos “antenas” hechas de
bobinas de cobre, una conectada a la fuente de electricidad y otra al
aparato que se desea encender.
1.3.- SEGURIDAD DE LA TRANSMISION
El sistema aprovecha un fenómeno físico conocido como “resonancia”, lo
que ocurre cuando un objeto vibra al quedar dentro de un campo de
energía de determinada frecuencia.
Cuando dos objetos tienen la misma resonancia hacen un poderoso
intercambio de energía sin afectar a otros objetos cercanos. Hay muchos
ejemplos de este fenómeno, y uno de los más utilizados es el de un
cantante de ópera que al cantar cierta nota rompe copas de cristal.
En vez de utilizar la resonancia ática, la Witricidad se aprovecha de la
resonancia de ondas electromagnéticas de frecuencia. Es por esto que
la Witricidad no representa ningún riesgo significativo para la salud
humana.
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
1.4.- FUNDAMENTO TEORICO
1.4.1.- TRANSFERENCIA DE ENERGIA ELECTRICA
La corriente eléctrica circula por un conductor como un alambre.
Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un circuito hay un
campo eléctrico, líneas de campo magnético alrededor del
conductor y las líneas de fuerza eléctrica radialmente sobre el
conductor.
1.4.2.- WITRICIDAD
Hace referencia a cualquier proceso o dispositivo en el cual se utiliza
transferencia inalámbrica de energía y que se usa los campos de
resonancia magnética para reducir la perdida de energía.
Este sistema se basa en un acoplamiento entre objetos electromagnéticos
resonantes, debido a que operan a una distancia cercana, los receptores
deben ubicarse dentro del área de influencia del emisor,
aproximadamente a un cuarto de la longitud de la onda que depende del
tamaño de la bobina.
1.4.3.- ACOPLAMIENTO INDUCTIVO RESONANTE
Acoplamiento inductivo resonante o inducción electrodinámica es la
transmisión inalámbrica cerca de campo de la energía eléctrica entre dos
bobinas que se sintonizan para resonar a la misma frecuencia, en este
tipo de bobina se deja un núcleo de aire en el centro para evitar el
desperdicio de cable.
La transferencia de energía resonante se logra conectando la bobina a
una corriente oscilante (corriente alterna), esto a su vez crea un campo
magnético. Debido a la resonancia de la bobina la energía se irá
perdiendo a lo largo de varios ciclos; al colocar otra bobina de la misma
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
frecuencia esta aprovecha la energía antes que se pierda incluso a
distancia.
1.4.4.- ELECTROMAGNETISMO
Se trata dela relación entre la electricidad y el magnetismo.
Al transmitir energía por un conductor el movimiento de los electrones por
la circulación de corriente crea un campo magnético alrededor del mismo,
al realizar una bobina de alambre de cobre se crea un campo magnético
significativo, el cual se emplea por ejemplo para generar o transmitir
energía.
1.4.5.- CAMPO MAGNETICO DE UNA BOBINA
La corriente eléctrica que circula por el conductor crea un campo
magnético cuyas líneas de fuerza son circunferencias concéntricas en
cada plano perpendicular al conductor
El campo magnético en el interior de la bobina es perpendicular al plano
de la espiras.
1.4.6.- RESONANCIA DE UN CIRCUITO
Un circuito resonante es un circuito formado por una bobina L y un
condensador C. Este circuito LC produce un fenómeno denominado
Resonancia Eléctrica cuando el sistema posee una frecuencia en
particular, la que es llamada frecuencia de resonancia, para la cual la
reactancia inductiva es igual a la reactancia capacitiva (XC = XL), por lo
que la impedancia será mínima e igual a la resistencia óhmica del circuito.
En un circuito resonante, la impedancia total está dada por la ecuación
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
En el caso¿ cuando XL = XC, entonces se obtiene la ecuación
entonces Z=R
Cuando el sistema se encuentra en resonancia eléctrica, como la
impedancia es mínima, esto implica que la intensidad eficaz de la
corriente alcance su valor máximo. Además, la tensión eléctrica que cae
en XL y XC tiene el mismo valor máximo. Otra característica que poseen
los circuitos resonantes es que la energía que libera un elemento reactivo,
como el inductor o el capacitor, es exactamente igual a la energía
absorbida por el otro. Esto significa que durante la primera mitad de un
ciclo de entrada, el inductor absorbe toda la energía liberada por el
condensador, y durante la segunda mitad del ciclo el condensador vuelve
a capturar la energía proveniente del inductor. Es esta la condición de
oscilación que se conoce como resonancia, y la frecuencia a la que se
produce estos fenómenos se le llama frecuencia resonante. Este efecto
es el que se usa en la transmisión inalámbrica de energía mediante
enlace inductivo, ya que se logra transmitir mayor potencia a una
frecuencia única dentro de un espectro, lo cual también actúa como filtro,
para sólo aumentar la eficiencia de la transferencia de potencia a la
frecuencia deseada, y atenuar las otras señales electromagnéticas que
pueden encontrarse en el medio.
1.4.7 ANALISIS DE RESONANCIA DEL ENLACE INDUCTIVO
De acuerdo al análisis efectuado en, se usa la resonancia serie en el
circuito primario, y resonancia paralela en el circuito secundario mostrado
en la Figura 3.23, considerando una fuente de voltaje alterno V1, una
resistencia R0, que representa la resistencia que posee la etapa de
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
amplificación de alta frecuencia, y tanto el condensador y la bobina
transmisora, en donde se considera su inductancia L1 y su resistencia
RL1. Las reactancias tanto del capacitor como del inductor son anuladas
a la frecuencia de resonancia, pero la componente resistiva de la
impedancia de la bobina (RL1) permanece. El bobinado transmisor se
encuentra en acoplado con el bobinado receptor a través de una
inductancia mutua M a cada posición de los bobinados. En el circuito
secundario, existe una resonancia secundaria formada por el bobinado
receptor y el condensador . La forma de onda que aparece en el circuito
secundario pasa a través de un rectificador para transformar el voltaje AC
en un voltaje DC, para luego llegar a la carga.Fig.1
Fig. 1.1 ( Diagrama de Inductancia entre Bobinas )
1.5.- DISEÑO DE BOBINAS
La resistencia equivalente en serie de una bobina, debido a la
conductividad finita de alambre es el mecanismo básico que da lugar a na
impedancia finta o resonancia.
El efecto d esta resistencia inherente a la bobina es reducir aumentar la
curva de impedancia a resonancia
La relación que existe entre la reactancia (ωL) de una bobina y su
resistencia se define como el factor de calidad de la bobina o “Q”
Q= ωLR s
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
En bajas frecuencias la Q de la bobina es alta, debido a que la resistencia
del conductor es casi exactamente igual a la resistencia de corriente
continua.
Según aumenta la frecuencia intervienen en el efecto peliculary la
capacidad distribuiday la calidad de la bobina se degrada. El efecto claro
sobre Q es que a bajas frecuencias la Q aumenta de forma directamente
proporcional a la frecuencia debido a que aumenta su reactancia y el
efecto pelicular no interviene significativamente.
Por otro lado al aumentar la frecuencia este efecto es de mayor
importancia con lo que la resistencia del conductor es ahora la resistencia
a corriente alterna, que aumenta con la frecuencia. por consiguiente
aunque el factor Q sigue aumentando lo hace de forma más lento hasta
llegar un máximo y luego decrecer.
Mientras mas alta sea la frecuencia se obtendrá un mejor efecto
magnético en la bobina.
1.6.- EFECTO PELICULAR
En corriente continua ( c.c. ), la densidad de corriente es similar en todo el
conductor (Fig. 2), pero en corriente alterna ( c.a. ) (Fig. 3) se observa que
hay una mayor densidad de corriente en la superficie que en el centro.
Este fenómeno se conoce como efecto pelicular, efecto Kelvin o efecto
skin. Este fenómeno hace que la resistencia efectiva o de corriente alterna
sea mayor que la resistencia óhmica o de corriente elevada. Este efecto
es el causante de la variación de la resistencia eléctrica, en corriente
alterna, de un conductor debido a la variación de la frecuencia de
la corriente eléctrica que circula por éste.
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
Fig. 2.1 ( Efecto Pelicular en c.c. ) Fig. 3.1( Efecto Pelicular en c.a. )
1.6.1.- INDUCTANCIA DE UNA BOBINA DE UNA SOLA CAPALa forma de la bobina pralograr inductancia es: Fig.4
Fig. 4.1 ( Inductancia en Espiras de la Bobina )
1.6.2.- INDUCTANCIA PROPIA ( L )
Debido a la dificultad de medir de forma practica el valor de inductancia
de las bobinas, existen aproximaciones en base a fórmulas que no exigen
un alto grado de cómputo, se utiliza para el caso cuando el radio del
alambre y el espesor axial del bobinado son mucho menores en
comparación con el radio del bobinado. Esta fórmula aproximada de
inductancia es la siguiente:
En bobinados circulares con N vueltas, si el largo del bobinado es mucho
menor que el radio R del mismo, la inductancia propia es aproximada a
N2L0, donde L0 es la inductancia propia de una sola vuelta, derivada de
la ecuación. En el caso de un bobinado espiral planar que posee N
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
vueltas con diferentes radios Ri (i = 1, 2, … N), la inductancia promedio
puede ser calculada con la ecuación.
1.6.3.- Inductancia Mutua (M)
La inductancia mutua corresponde a la inductancia compartida por dos
bobinados que se encuentran cercanos, se muestra la fórmula de
Neuman, que es la ecuación.
Para el caso de estructuras planares, se propone en [4] la siguiente
expresión para inductancia mutua entre dos filamentos, mostrada en la
ecuación
Donde J1 es la función de Bessel de primer tipo, a y b son los radios de
los filamentos mostrados en la figura, d es la distancia entre los
bobinados, y μ0 es la permeabilidad del espacio. Fig.5
Fig.5.1 ( Inductancia Mutua )
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
1.6.4.- AMPLIFICADOR DE PODER
Es el encargado de generar la corriente alterna necesaria para que circule
a través del bobinado primario o transmisor. La salida de esta etapa
corresponde a un inversor, que convierte la señal continua con que es
alimentado el amplificador en una señal alterna con la frecuencia
deseada. Las etapas amplificadoras de potencia son empleadas en la
salida de los equipos transmisores, en donde se utilizan rangos de
frecuencia denominado radiofrecuencias ya que son aptas para transmitir
información haciendo uso de propagación electromagnética.
1.7.- TRANSFORMADOR ELECTRICO
El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica
alterna de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de
tensión, por medio deinteracción electromagnética. Está constituido por
dos o más bobinas de material conductor, aisladas entre sí eléctricamente
y por lo general enrolladas alrededor de un mismo núcleo de material
ferromagnético. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo
magnético común que se establece en el núcleo.
1.8. TRANSFORMADOR DE FRECUENCIA
Son pequeños transformadores con núcleos de hierro que trabajan a
frecuencia variable. Se usan para acoplar entre sí distintos dispositivos en
circuitos electrónicos de comunicaciones, medición y control. Sus
principales funciones son las de elevar tensiones contribuyendo así a la
ganancia total en amplificadores, y las de actuar como transformadores
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
de impedancias para conseguir la relación óptima entre la impedancia
aparente de una carga y la de su alimentador. Fig 6
Fig 6.1 ( Transformador Electrico )
1.9.FUENTE DE ALTA TENSION
Este circuito est formado por dos etapas que son unos circuitos
monoestables.
CIRCUITO MONOESTABLE O DE POTENCIAEl circuito monoestable es el que nos da los pulsos de 1 a 800hz para que
la bobina pueda generar alto voltaje.Fig. 7
Fig. 7 ( Diagrama de Fuente de Alta Tension )
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
LISTA DE MATERIALES
R1 - Resistencia de 1kΩ
R2 - Resistencia de 82Ω
R3 – Resistencia de 470Ω
R4 – Resistencia de 18 Ω
R5 – Resistencia de 22Ω
R6 – Resistencia de 20Ω
P1 – Potenciometro de 50 kΩ
D1 y D2 – Diodo 1N4007
D3 y D4 – Diodo Zener de 150 v y 1w
C1 y C2 – Condensador de 0.1uF
C3 y C4 – condensador de 10nF
Q1 – Disipador TIP32
Q2 – Disipador BU208A
BE – Bobina de Emision
BR – Bobina de Recepcion
1.10.- CONDENSADOR ELECRICO
Un condensador, es un dispositivo pasivo, utilizado
en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando
un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras,
generalmente en forma de láminas oplacas, en situación de influencia
total o en que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una van
a parar a la otra se encuentran separadas por un material dieléctrico o por
el vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren
una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la
otra, siendo nula la variación de carga total. Fig. 8
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
Fig. 8.1 ( Condensadores )
1.11.- DISIPADOR DE CALOR
Un disipador es un instrumento que se utiliza para bajar la temperatura de
algunos componentes electrónicos.
Su funcionamiento se basa en la segunda ley de la termodinámica,
transfiriendo el calor de la parte caliente que se desea disipar al aire. Este
proceso se propicia aumentando la superficie de contacto con el aire
permitiendo una eliminación más rápida del calor excedente. Fig. 9
Fig. 9.1 ( Tipos de Disipadores )
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
Se conecta al circuito un transistor y este a el disipador de calor. Fig. 10
Fig. 10.1 ( Transistor )
1.12 TRANSISTOR
El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor utilizado para
producir una señal de salida en respuesta a otra señal de entrada.Cumple
funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador.
Actualmente se encuentran prácticamente en todos los aparatos
electrónicos de uso diario: radios, televisores, reproductores de audio y
video, relojes de cuarzo, computadoras, lámparas fluorescentes,
tomógrafos, teléfonos celulares, entre otros, se lo usa también conectado
al disipador de calor para evitar sobrecalentamiento en el circuito. Fig. 11
Fig. 11.1 ( Transistor )
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
1.13- DIODO 1N4007.
Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la
circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido.
Generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, consta de
una pieza de cristal semiconductor conectada a dos terminales eléctricos.
Consta de dos regiones: por debajo de cierta diferencia de potencial, se
comporta como un circuito abierto no conduce, y por encima de ella como
un circuito cerrado con una resistencia eléctrica muy pequeña, se les
suele denominar rectificadores, ya que son dispositivos capaces de
suprimir la parte negativa de cualquier señal, como paso inicial para
convertir una corriente alterna en corriente continua.Fig. 12
Fig. 12.1 ( Diodo Rectificador )
1.14.- DIODO ZENER
El diodo Zener es un diodo de cromo que funciona en las zonas de
rupturas. El diodo Zener es la parte esencial de los reguladores de tensión
casi constantes con independencia de que se presenten grandes
variaciones de la tensión de red, de la resistencia de carga y
temperatura.Fig. 13
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
Fig. 13.1 ( Diodo Zener )
1.15.- POTENCIOMETRO DE 50K
Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta
manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por
un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en
serie.Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca corriente.
Para circuitos de corrientes mayores, se utilizan los reostatos, que pueden disipar
más potencia. Fig. 14
Fig. 14.1 ( Potenciometro )
1.16.- PLACA PERFORADA.
La placa a utilizarse es de 10x 10 que nos servirá para el armado de la
fuente de alta tensión, realizando un proceso de soldadura forma del
circuito que es indispensable para el funcinamiento de las bobinas. Fig. 15
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
Fig. 15.1 ( Placa Perforada )
1.17.- CIRCUITO INTEGRADO 555El temporizador IC 555 es un circuito integrado (chip) que se utiliza en
una variedad de temporizador y se aplica en la generación de pulsos y de
oscilaciones. El 555 puede ser utilizado para proporcionar retardos de
tiempo, como un oscilador, y como un circuito integrado flip-flop. Sus
derivados proporcionan hasta cuatro circuitos de sincronización en un
solo paquete. Introducido en 1971 por Signetics, el 555 sigue siendo de
uso generalizado debido a su facilidad de uso, precio bajo y la estabilidad.
Lo fabrican muchas empresas en bipolares y también en CMOS de baja
potencia. Fig. 16
Fig. 16.1 ( Circuito integrado 555 )
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
1.17.1.- DESCRIPCIÓN DE LAS PATILLAS DEL TEMPORIZADOR 555.
GND (normalmente la 1): es el polo negativo de la alimentación,
generalmente tierra (masa).
Disparo (normalmente la 2): Es donde se establece el inicio del
tiempo de retardo si el 555 es configurado como monoestable. Este
proceso de disparo ocurre cuando esta patilla tiene menos de 1/3
del voltaje de alimentación. Este pulso debe ser de corta duración,
pues si se mantiene bajo por mucho tiempo la salida se quedará en
alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra vez.
Salida (normalmente la 3): Aquí veremos el resultado de la
operación del temporizador, ya sea que esté conectado como
monoestable, astable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje
será el voltaje de alimentación (Vcc) menos 1.7 V. Esta salida se
puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda de la patilla de
reinicio (normalmente la 4).
Reinicio (normalmente la 4): Si se pone a un nivel por debajo de
0.7 Voltios, pone la patilla de salida a nivel bajo. Si por algún
motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a alimentación
para evitar que el temporizador se reinicie.
Control de voltaje (normalmente la 5): Cuando el temporizador se
utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla
puede variar casi desde Vcc (en la práctica como Vcc -1.7 V) hasta
casi 0 V (aprox. 2 V menos). Así es posible modificar los tiempos.
Puede también configurarse para, por ejemplo, generar pulsos en
rampa.
Umbral (normalmente la 6): Es una entrada a un comparador
interno que se utiliza para poner la salida a nivel bajo.
Descarga (normalmente la 7): Utilizado para descargar con
efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador
para su funcionamiento.
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
Voltaje de alimentación (VCC) (normalmente la 8): es la patilla
donde se conecta el voltaje de alimentación que va de 4.5 V hasta
16 V. Fig 17
Fig 17.1 ( Ubicacion de los Terminales del 555 )
1.18.- MATERIALES
1.18.1.- ALAMBRE DE COBRE ESMALTADOEs un tipo de alambre especial que cuenta con un recubriento de una
capa delgada de barniz que hace de aislante y ocupa un espacio minimo
Se usa este tipo de alambre debido a que al tener un aislante delgado y
eficaz permite que el flujo magnético de el alambre logre mayor eficiencia
al realizar las vueltas del alambre en la bobina y la frecuencia usada se
conierta con mayor facilidad en un campo magnético. Fig. 18
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
Fig. 18.1 ( Alambre de Cobre Esmatado )
1.18.2.-CAUTIN
Se usa preferentemente un cautín universal de 60 w que mantiene una
temperatura adecuada para soldar cada uno de los elementosFig. 19
Fig. 19.1 ( Cautin )
1.18.3.- ESTAÑOSe utiliza para soldar los elementos usados, se usa junto con el cautin y la
pasta para lograr una unión fuerte y duradera y a la vez de calidad. Fig.20
Fig.20.1 ( Estaño )
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
1.18.4.- PASTASe usa para lograr el aumento de la temperatura momentáneamente en el
estaño al colocar una fuentede calor, en este caso el cautin.Fig. 21
Fig. 21.1 ( Pasta )
La pasta existe de diferentes calidades pero se puede usar cualquiera de
estas ya que el efecto producido es el msmo
1.18.5.- RESISTENCIASLa resistencia es la oposición al paso de corriente que presenta un
material al ser atravesado por un voltaje Fig. 22
Fig. 22.1 ( Resistencia )
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
1.18.6.- ZOCALOEs un conector para permitir llevar la corriente eléctrica a el circuito Fig. 23
Fig. 23.1 ( Zocalo )
1.18.7 PEINETASe usa para las salidas e ingresos de corriente en el circuito, se usan
como en palmes para evitar las soldaduras debido a que estos elementos
no necesitan estar conectados de forma continua. Fig 24
Fig 24.1 ( Peineta )
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
1.19.- TABLA DE CODIGO DE COLORESEn la siguiente tabla se indica como identificar el valor de la resistencia a
utilizarse
El primer color es la cifra significativa, el segundo es la siguiente cifra, el
tercer color es el multiplicador es decir el numero de ceros que se
adicionan a las anteriores cifras, el ultimo color que suele ser el blanco,
dorado o plateado indica la tolerancia de la resistencia o el valor que
podría variar en el valor de la resitencia. Fig. 25
Fig. 25.1 ( Tabla de codigo de Colores )
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
CAPITULO 2
2.1. BOBINASEn el armado se utilizara el alambre de cobre esmaltado, este alambre
nos servirá para realizar el bobinado en las dos bobinas, que se
necesitara para el funcionamiento de la transmisión de energía.
Las 2 bobinas son de similares caracteristicas para mejorar la eficiencia
de la transmicion. Fig 13
Fig 1.2 ( Bobinas )
2.3.1.- BOBINA DE EMISIONLas bobinas se pueden conseguir en aparatos eléctricos que se
encuentran en desuso o fabricarlas
En este caso se procedio a la compra de las mismas
Esta bobina tiene un diámetro de 5 cm, se encuentra bobinada con el
numero de alambre de cobre esmaltado numero 41 y numero total de 60
vueltas.
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
2.3.2. BOBINA DE RECEPCIÓNLa bobina de recepción cuenta con la misma cantidad de vueltas que la
de emicion y esta realizada con el mismo alambre numero 41
Su diámetro es de 5 cm
2.3.3.-FUNCIONAMIENTO DE LAS BOBINAS
El proyecto que se llevó a cabo nos sirve para la comodidad de los
usuarios ya sea en el hogar o en el trabajo.
Representa de dos bobinas una emisora y la otra receptora, la emisora se
produce mediante una fuente de alimentación de 12v que se alimenta el
bobinado produciendo magnetismo que servirá para el bobinado receptor
permitiendoque funcione la bobina que se enciende mediante el campo
magnético que se produce en la transmisión de energía inalámbrica
Además cuenta con el circuito que es utilizado para amplificar la
frecuencia normal que es 60 hertz
Se debe recordar que mientras mayor sea la frecuencia lograda meor
será el efecto logrado.
2.3.- ARMADO DEL CIRCUITO
Se lo realiza según el diagrama en la figura 6 se conecta de la siguiente
forma:
El diodo d1 esta conectado entre la pata tres del integrado y la
tierra para darle una buena ganancia en corriente.
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
Las resistencias R2 y R3 polarizan la base del transistor con un
voltaje de 0.7v para que el transistor no se queme y conjuntamente
con R4 polarizan al transistor.
Luego colocamos conectamos al transistor T2 en forma
antidarlington para que amplifique grandemente el voltaje.
La desventaja de esta coneccion es que dicipa bastante calor y en
este caso las resistencias: _ R5 es de 2w
T2 es un transistor de salida horizontal, es muy especial ya que
trabaja en corte y satutacion para evitar que se queme,
internamente entre la base emisor posee un diodo DAMPER y
entre base emisor tiene una resistencia de 10K.
Ademas este transistor no se quema por que amplifica solo los
picos altos es decir el 80% ddel tiempo descansa y el 20% trabaja
con el C2,C3 YC4 amortiguando los picos de retorno de la bobina
y que por estos pasan aproximadamente 300v.
D,D4 YD6 estabiliza el voltaje para que sobrepase de los 300v.
El C2 evita que cuando nosotros hacercamos el negativo del
FLYBLACK y se da el arco. Este evita que la fuente que lo alimenta
se sature y se queme el integrado.
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
CONCLUCIONES
Se tuvo dificultad de conseguir la frecuencia adecuada debido a la
falta de un transformador con nucleo de ferrita que es de difícil
adquisición debido a que se encuentra en países extranjeros como
estados unidos o china.
Se coloco un transformador normal y se trato de conseguir la máxima
frecuencia posible siendo esta un aproximado de 125 KHz.
Mientras mas grande es la bobina mayor frecuencia será necesaria
por ejemlo superiores a un 1 MHz
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
RECOMENDACIONES
Deberá cerciorarse de poder conseguir un transformador de
frecuencia con la sufciente capacidad de amplitud de frecuencia.
Se recomienda un transformador con nucleo de de ferrita que logra
mejores efectos de amplitud de frecuencia
Se recomienda contar con una fuente de energía variable poder
hacer los cambios respectivos al mandar la corriente.
La fuente debe tener tanto para variar corriente continua y alterna.
Contar con todos los materiales y herramientas para evitar
demoras al momento del armado.
Se recomienda usar alambre de un diámetro regular para asi
aumentar la eficiencia.
Aislar las partes que tiene contacto directo con los conductores
para evitar tener una descarga eléctrica.
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
BIBLIOGRAFIA
http://marcialsaez.files.wordpress.com/2011/10/mt.pdf
http://www.elorigendelhombre.com/transmision
%20inalambrica.html
http://www.mit.edu/~soljacic/wireless_power.html
http://personales.unican.es/perezvr/pdf/Bobinas1.PDF
http://es.wikipedia.org/wiki/Transmisi%C3%B3n_inal
%C3%A1mbrica_de_energ%C3%ADa
http://www.elorigendelhombre.com/transmision
%20inalambrica.html
http://www.microsiervos.com/archivo/tecnologia/transmision-
energia-electrica-sin-cables.html
http://www.slideshare.net/alinaguerrero/transferencia-inalmbrica-
de-energa
http://electricidadsincables.blogspot.com/
http://www.ehowenespanol.com/transmitir-energia-electrica-traves-
del-espacio-necesidad-cables-como_156883/
http://inalambric-tech-delabarra.blogspot.com/
http://cursos.die.udec.cl/~biodas/?page_id=50
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TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
INDICE
INTRODUCCION……………………………………………………………..1
CAPITULO: 1.............................................................................................2
1.1.- ANTECEDENTES:..........................................................................21.2.- TRANSMISIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA INALÁMBRICA........2
1.3.- SEGURIDAD DE LA TRANSMISION.............................................2
1.4.- FUNDAMENTO TEORICO..............................................................3
1.4.1.- TRANSFERENCIA DE ENERGIA ELECTRICA.......................3
1.4.2.- WITRICIDAD.............................................................................3
1.4.3.- ACOPLAMIENTO INDUCTIVO RESONANTE.........................3
1.4.4.- ELECTROMAGNETISMO........................................................4
1.4.5.- CAMPO MAGNETICO DE UNA BOBINA................................4
1.4.6.- RESONANCIA DE UN CIRCUITO............................................4
1.4.7 ANALISIS DE RESONANCIA DEL ENLACE INDUCTIVO........5
1.5.- DISEÑO DE BOBINAS...................................................................6
1.6.- EFECTO PELICULAR....................................................................7
1.6.1.- INDUCTANCIA DE UNA BOBINA DE UNA SOLA CAPA.......8
1.6.2.- INDUCTANCIA PROPIA ( L )...................................................81.6.3.- INDUCTANCIA MUTUA (M).....................................................91.6.4.- AMPLIFICADOR DE PODER.................................................10
1.7.- TRANSFORMADOR ELECTRICO...............................................10
1.8. TRANSFORMADOR DE FRECUENCIA........................................10
1.9.FUENTE DE ALTA TENSION.........................................................11
1.10.- CONDENSADOR ELECRICO....................................................12
1.11.- DISIPADOR DE CALOR.............................................................13
31
TRANSMICION DE ENERGIA ELECTRICA INALAMBRICA
1.12 TRANSISTOR...............................................................................14
1.13- DIODO 1N4007............................................................................15
1.14.- DIODO ZENER............................................................................15
1.15.- POTENCIOMETRO DE 50K.......................................................16
1.16.- PLACA PERFORADA................................................................16
1.17.- CIRCUITO INTEGRADO 555......................................................17
1.17.1.- DESCRIPCIÓN DE LAS PATILLAS DEL TEMPORIZADOR 555.........................................................................................................18
1.18.- MATERIALES.............................................................................19
1.18.1.- ALAMBRE DE COBRE ESMALTADO.................................19
1.18.2.- CAUTIN.................................................................................20
1.18.3.- ESTAÑO...............................................................................20
1.18.4.- PASTA..................................................................................21
1.18.5.- RESISTENCIAS....................................................................21
1.18.6.- ZOCALO...............................................................................22
1.18.7 PEINETA.................................................................................22
1.19.- TABLA DE CODIGO DE COLORES..........................................23
CAPITULO 2.............................................................................................24
2.1. BOBINAS.......................................................................................24
2.3.1.- BOBINA DE EMISION............................................................24
2.3.2. BOBINA DE RECEPCIÓN.......................................................25
2.3.3.- FUNCIONAMIENTO DE LAS BOBINAS................................25
2.3.- ARMADO DEL CIRCUITO............................................................26
3.- CONCLUCIONES.....………………………………………………….......27
4.- RECOMENDACIONES……………………………………….………….28
5.- BIBLIOGRAFIA…………………………………………………………….29