TIMBRE ELÉCTRICO

Introducción

El timbre eléctrico es una clara explicación que contienen los efectos electromagnéticos realizados por fuentes eléctricas generando efectos magnéticos en el transcurso del proyecto se analizaran los elementos que lo contienen y las aplicaciones en el campo de la física que conlleva al desarrollo del mismo, se comprenderá e interpretara que es lo que sucede cuando una bobina se somete a una corriente eléctrica suministrada por una fuente.

Justificación

El timbre eléctrico se realiza como parte de entender y analizar los efectos electromagnéticos que suceden en la cotidianidad, siendo este una de las muchas aplicaciones del electromagnetismo, se analizara e interpretara lo referente a cómo funciona y las partes que lo conforman, el timbre eléctrico es uno de los elementos más usados dentro del campo residencial, comercial e industrial, dando señales de aviso o de llegada o también como medio de seguridad implementándolos en sistemas de seguridad como alarmas, todo timbre eléctrico funciona con un principio que se estudiara en el transcurso de la experiencia a realizar.

Objetivos

Objetivo general

Demostrar usos y aplicaciones de un timbre eléctrico casero con los términos físicos que conllevan a su funcionalidad.

Objetivos específicos

·         Entender cómo funciona un timbre eléctrico

·         Captar el funcionamiento y partes del circuito que lo conforman

·         Buscar más usos y aplicaciones en donde es útil el uso de un timbre eléctrico

Marco teórico

Un timbre eléctrico es un dispositivo capaz de producir una señal sonora al pulsar un interruptor. Su funcionamiento se basa en fenómenos electromagnéticos.

Consiste en un circuito eléctrico compuesto por un generador, un interruptor y un electroimán. La armadura del electroimán está unida a una pieza metálica llamada martillo, que puede golpear una campana pequeña.

Para su funcionamiento Al cerrar el pulsador, la electricidad circula por el enrollamiento del electroimán y este crea un campo magnético en su núcleo y atrae la armadura. El martillo, soldado a la armadura, golpea la campana produciendo el sonido. Al abrir el interruptor cesan la corriente y el campo magnético del electroimán, y un resorte devuelve la armadura a su posición original para interrumpir el sonido.

Esquema de funcionamiento.

Para conseguir que el martillo golpee la campana repetidamente mientras el interruptor esté cerrado, y no una sola vez, se sitúa un contacto eléctrico en la armadura que actúa como un interruptor. Así, cuando la armadura es atraída por el electroimán, se interrumpe el contacto, cesa la corriente en el electroimán y la armadura retrocede a su posición original. Allí vuelve a establecerse el contacto eléctrico, con lo que el electroimán vuelve a atraer a la armadura, y así sucesivamente.

Modernamente, muchos timbres no tienen interruptor, basándose en golpear la campana al doble de la frecuencia de la red. Tienen la ventaja de ser más fiables y más duraderos, ya que no se ensucian ni se desgastan los contactos del interruptor. Algunos no tienen ni campana, bastando la vibración de los contactos transmitida a la caja del timbre. A veces se llama zumbadores a estos timbres sin campana, porque el sonido que producen es un zumbido; Normalmente este se usa en oficinas, escuelas e institutos para avisar que es la hora de cambiar de clase o si hay algún incendio. 

El electroimán se usa en la actualidad en muchos de los objetos cotidianos. En muchos de ellos, ni siquiera nos habíamos planteado hasta ahora que pudieran tener uno dentro. Entre sus usos más frecuentes y en el que cuya presencia no podría ser sustituida por ningún otro elemento es el motor eléctrico. También se utiliza para levantar grandes pesos de metales como en los desguaces.

Que es un electroimán

Según la Real Academia de la Lengua,

“un electroimán es un imán artificial que consta de un núcleo de hierro dulce (hierro dulce se puede definir como el hierro en su estado más puro) y está rodeado por una bobina (un cable enrollado) por la que pasa una corriente eléctrica.”

En la actualidad, los electroimanes se utilizan en multitud de situaciones, ya que tienen una ventaja muy importante sobre los imanes naturales, y es que se pueden activar y desactivar cunado se desee y que además se puede variar el campo magnético emitido por el electroimán fácil y rápidamente, y por lo tanto, su fuerza de atracción. Para ello, únicamente es necesario variar la cantidad de energía eléctrica que lo atraviesa.

Así, se pueden fabricar frenos electromagnéticos (utilizado en algunos tranvías), embragues electromagnéticos de automóviles, motores eléctricos y un sinfín de artilugios.

La única desventaja de un electroimán frente a un imán, es el consumo de energía necesario para “crear” la fuerza de atracción que lo caracteriza.

Cómo funciona el electroimán

El funcionamiento del electroimán, es tan simple como importante. Al hacer pasar la corriente por un conductor enrollado en un núcleo de hierro, se consigue que las moléculas que forman el núcleo se reordenen y alineen, teniendo la carga positiva y negativa de cada molécula en el mismo sentido. De esta forma, los campos magnéticos formados por todas las moléculas se suman dando lugar a una fuerza de atracción con otros imanes y objetos metálicos (ferromagnéticos).

Al enrollar el cable y hacer pasar la corriente, no estamos haciendo sino simular lo que la naturaleza hace con la magnetita, aunque de manera temporal, ya que al dejar de circular la corriente, las moléculas vuelven a su estado original y la capacidad de atracción desaparece.

Como construir un electroimán casero.

Aunque realizar experimentos científicos en nuestro hogar nunca es recomendable por los peligros que entraña, la fabricación de un electroimán casero no entraña ninguna dificultad, peligro o misterio, sino que por el contrario, se trata de uno de los experimentos más sencillos que podemos hacer.

Para hacer un electroimán casero necesitarás únicamente:

1. Una barra de hierro dulce bastante fina. Como es algo difícil de encontrar, se puede utilizar un clavo, algo que hay en todas las casas.
2. Un cable de cobre. Si el cable está “desnudo” mejor, es decir, es mejor quitarle el plástico que suelen llevar alrededor (siempre y cuando lo conectes a una pila porque si lo conectas a otra fuente de energía se puede calentar, y sobretodo no lo conectes a un enchufe porque te puedes electrocutar). Para conseguirlo, puedes pelar un trozo de cable eléctrico que tengas por algún sitio. Si no lo encuentras, puedes utilizar un trozo de alambre (si tienes un cuaderno viejo, quítale la espiral). Y si tampoco encuentras esto, utiliza un cable normal que no sea demasiado gordo para que puedas enrollarlo con facilidad.
3.  Una pila. Si tienes una pila de petaca, mejor, sino la más grande que tengas (o también puedes poner varias en serie si sabes cómo hacerlo).
4. Un clip. Para probar el electroimán.

Ahora, con cuidado:

1. Si el cable no tiene plástico alrededor, perfecto. Si tiene, lo primero que debes hacer es pelar los extremos para luego poder conectarlos a los extremos de la pila.

2. Enrolla el cable alrededor del clavo. Cuantas más vueltas des, más fuerza tendrá el electroimán casero que estás fabricando. En este punto es necesario asegurarse de no poner cable encima de cable, es decir, enrollarlo solo sobre el clavo.

3. Coloca un extremo del cable en uno de los polos de la pila y pégalo con cinta aislante. Cuanto mayor voltaje tenga la pila, mayor será la fuerza de atracción del artilugio. El otro no lo conectes y así funcionará cuando quieras.

4. Y ya está.

Ahora para probarlo, con una mano sujetas el clavo y lo acercas a cualquier objeto. Cuando quieras activar el electro imán casero, solo debes tocar, con el extremo libre del cable el polo de la pila que ha quedado también libre. Acércalo al clip y éste será atraído por el clavo. Cuando quieras que deje de funcionar, simplemente deja de tocar la pila con el cable.

Conclusiones

Mediante efectos electromagnéticos se comprende que el flujo de electrones provocados por una fuente de energía eléctrica, en este caso la energía residencial de corriente alterna a 120 voltios generan una mezcla de electrones y protones suministrados por el núcleo de hierro, estas cargas tienden a adquirir velocidad provocando un campo magnetico que a su vez genera una fuerza magnética atrayendo un metal que golpea una campanilla, al golpear la campanilla se obtiene una vibración que es condensada en forma de sonido, en este caso como se trabajo con corriente alterna fue necesario el uso de una bombilla de 15º vatios que actuó como resistencia para que el circuito no ocasione un corto circuito y provoque daños físicos a quien los opera

La utilización de electroimanes es muy variado más que todo en la fabricación de motores eléctricos que transforman energía eléctrica en energía mecánica este principio es base para la fabricación de muchos electrodomésticos de uso cotidiano.