Qué es un generador de energía libre: fabricación y sus aplicaciones

Nikola Tesla (10th Julio de 1856 – 7th Enero de 1943) inventó la energía libre utilizando una bobina. La energía mecánica se convierte en energía eléctrica mediante generadores, cuyos elementos importantes son el campo magnético y el movimiento del conductor en un campo magnético. El generador de energía libre es un dispositivo que se utiliza para generar energía eléctrica basándose en el principio de los imanes de neodimio. Hay diferentes tipos de generadores de diferentes tamaños, en los que el generador de energía libre es un tipo de generador que genera energía eléctrica. Este artículo trata una visión general del generador de energía libre que incluye su definición, ventajas, desventajas y sus aplicaciones.


¿Qué es el generador de energía libre?

Derivación: El generador de energía libre es un tipo de dispositivo que se utiliza para generar energía eléctrica y funciona según el principio de los imanes de neodimio. Algunos de los productos del generador de energía libre son el hidrogenerador y la hidroturbina, el generador de hidroturbina Pelton, la rueda hidráulica de energía libre renovable, el generador de turbina Pelton de 50 Kw de microturbina hidroeléctrica, el generador magnético de energía libre de imán permanente de 30Kw 150rpm 400v rpm, el generador diesel de energía libre de 750kva SDEC, etc.

Derivación del momento de inercia del volante de inercia

Los volantes de inercia son necesarios para almacenar la energía porque el motor produce energía sólo en una carrera, pero tiene que completar 4 carreras: una de aspiración, otra de compresión, otra de potencia o de expansión y otra de escape. La potencia es la única carrera en la que obtenemos la energía del motor y esa energía de la carrera de potencia tiene que ser almacenada en algún lugar para que pueda ser utilizada también para realizar las otras tres carreras. El volante almacena la energía utilizando su momento de inercia y el volante almacena la energía en la fórmula como

E = 1/2 Iω2

Donde «E» es la energía

i’ es el momento de inercia

ω’ es la velocidad angular

El momento de inercia se puede calcular mediante

I = 1/2 m (r externo2 + r interno 2)

La energía almacenada por la rueda debe ser mayor que la energía necesaria para realizar la carrera de succión, la carrera de compresión y la carrera de escape. Si la energía almacenada por la rueda es menor que la necesaria para realizar la carrera de succión, la carrera de compresión y la carrera de escape, el motor no funcionará porque no podrá realizar las otras tres carreras.

Anteriormente los volantes de inercia se fabricaban sólo con hierro fundido, pero ahora las industrias eligen diferentes tipos de materiales para fabricar volantes de inercia: acero, hierro fundido, aluminio, etc. El volante de inercia no mantiene una velocidad constante, sino que sólo evita la fluctuación de energía.

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Si la masa de la figura anterior va hacia la tierra y la energía potencial de la masa es igual a mgh.

P.E (Energía potencial) = mgh

Cuando la masa disminuye, la energía potencial también disminuye y esa energía potencial se divide parcialmente en tres vías.

  • Camino 1: Energía cinética traslacional =1/2 mv2
  • Ruta 2 Energía cinética de rotación =1/2 I ω2
  • Ruta 3 Trabajo contra la fricción = n1 f

La P.E (Energía Potencial) es igual a mgh se divide en tres vías que son la Energía Cinética Traslación, la Energía Cinética Rotacional y el Trabajo Contra la Fricción que se expresa como

Mgh=Energía cinética traslacional + Energía cinética rotacional+ Trabajo contra la fricción …ec(1)

La velocidad lineal es igual a la velocidad angular y se expresa como

V = r*ω…….. ec(2)

Cuando la masa se mueve hacia abajo, la energía cinética de rotación se utiliza contra la energía de fricción.

1/2 I ω2 = n2 f

f = I ω2 / 2n2……….. eq(3)

Sustituyendo la ec. (2) y la ec. (3) en la ec. (1) se obtiene

Mgh = 1/2 m r2 ω2 + 1/2 I ω2 + n1 I ω2 / 2n2……….. eq(4)

Si multiplicas la ecuación anterior por 2 obtendrás

2 Mgh = m r2 ω2 + I ω2 + I ω2 (1 + n1/ n2)

2 Mgh – m r2 ω2 = I ω2 (1 + n1/ n2)

2 Mgh – m r2 ω2/ ω2 (1 + n1/ n2) = I

I = (2 Mgh- m r2 ω2/ ω2) / (1 + n1/ n2)……….. eq(5)

La velocidad media del volante es ω/2

Velocidad media = 2Πn / t

Donde n se convierte en n2

ω/2 = 2Π n2 / t

ω = 4Π n2 / t ….. eq(6)

Sustituyendo la ec. (6) en la ec. (5) se obtiene

I = (m(2ght2/16 Π2 n22)-r2) / (1 + n1/ n2)

I = (m(ght2/8 Π2 n22)-r2) / (1 + n1/ n2)……….. eq(7)

Donde la altura (h) = 2rn1…… eq(8)

Sustituyendo la ec. (8) en la ec. (7) se obtiene

Donde la altura (h) = 2rn1……… eq(8)

Sustituyendo la ec. (8) en la ec. (7) se obtiene

I = (m(g2Πrn1t2/8 Π2 n22)-r2) / (1 +n1/ n2)

I = mr*((gn1t2/Π n22)-r)/ (1 + n1/ n2)……….. eq(9)

La ecuación (9) es el momento de inercia en kg/m2

Funcionamiento del volante de inercia

Considera que una máquina de coser accionada por el pie consta de dos ruedas, una grande y otra más pequeña. Estas dos ruedas están unidas por una cuerda, y cuando la rueda mayor le da movimiento, la cuerda se lo transmite a la rueda menor. La rueda más pequeña actúa como una polea y hace girar la máquina de coser y verás que incluso cuando dejamos de suministrar fuerza motriz a la rueda más grande, ésta sigue funcionando durante un breve tiempo debido a la inercia que posee. Ese volante de inercia es un dispositivo que actúa como depósito de energía almacenando y suministrando energía mecánica cuando se necesita. La figura (a) es el volante de inercia y la figura (b) es un diagrama básico del volante generador de energía libre se muestran a continuación

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volante de inercia y generador de energía libre-volante-diagrama básico

El volante de inercia se utiliza en los motores alternativos para almacenar cierta cantidad de energía durante la carrera de fuerza y devolverla durante el siguiente ciclo. También se utiliza en coches de juguete, giroscopios, etc.

Obtención de energía libre mediante un condensador

Necesitamos algunos componentes para hacer la energía libre utilizando el condensador son 8 condensadores de 10v y 4700uf, PCB (placa de circuito impreso), soldador y cable de soldadura. En primer lugar, haz un diagrama de circuito conectando los condensadores en un circuito paralelo, todos los condensadores del lado negativo conectados a un cable y todos los condensadores del lado negativo conectados a otro cable como el diagrama de circuito que se muestra a continuación

conexión de condensadores en paralelo
conexión de condensadores en paralelo

Conecta ahora todos los condensadores a la placa de circuito impreso mediante un esquema. Es el proceso para hacer energía libre utilizando un condensador. Una vez completado el proceso, el siguiente paso es la prueba, en el proceso de prueba primero has cargado los condensadores entre 6 y 8 voltios y luego prueba el LED o el motor de CC. Si las conexiones se realizan correctamente, el LED parpadeará y el motor de CC funcionará.

Motor de CC de imán permanente

El motor de CC de imanes permanentes consta de dos componentes principales: el rotor o inducido y el estator. Por lo tanto, la construcción del motor de CC es esencial para establecer un campo magnético. El campo magnético puede ser cualquier tipo de imán eléctrico o un imán permanente. Cuando se utiliza un imán permanente para crear un campo magnético en un motor de CC, se denomina motor de CC de imán permanente. En este caso, el imán permanente del estator está montado en la periferia del estator y el imán permanente está montado de forma que el polo N y el polo S de cada imán se enfrentan alternativamente entre sí. El rotor del motor de imanes permanentes es similar al de otros motores de corriente continua. El rotor o inducido está formado por el núcleo, el bobinado y el conmutador. A continuación se muestra el diagrama del motor de CC de imanes permanentes

motor de corriente continua de imanes permanentes
motor de corriente continua

El núcleo del inducido se compone de varias láminas circulares ranuradas aisladas de chapa de acero, colocando este acero circular una a una se ha formado el núcleo del inducido. El conductor del inducido está conectado al rotor en conexión de estrella y otro terminal del bobinado está conectado al segmento del conmutador colocado en el eje del motor. El carbón o el grafito se ha colocado con un muelle en el segmento del conmutador para suministrar corriente al inducido, cuando se suministra la corriente pasa a través del segmento del conmutador AB, BC o CA. Supongamos que la corriente pasa por la trayectoria CA, que la bobina A se comporta como un polo norte, entonces el par motor funciona en el rotor porque A experimenta una fuerza de repleción debido al imán permanente del polo sur y al imán permanente del polo norte, debido a esto el rotor girará. Cuando se consume la potencia de entrada, la eficiencia del motor de CC mejora y ésta es una de las ventajas del motor de CC de imanes permanentes.

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Ventajas y desventajas del generador de energía libre

El ventajas del generador de energía libre son

  • No se requiere energía de entrada ni ninguna energía externa para generar la energía
  • Es muy sencillo de ejecutar
  • Genera sin riesgos biológicos
  • Fácil de mantener
  • Fácil de construir
  • Mayor par motor
  • Mejor rendimiento dinámico

El desventajas del generador de energía libre son

  • El alto coste de los imanes permanentes
  • Corrosión del imán y posible desmagnetización

Aplicaciones del generador de energía libre

Las aplicaciones del generador de energía libre son

  • Se utiliza para cargar las baterías
  • Se utiliza en los vehículos
  • Utilizado en LEDs y bombillas
  • Escaleras mecánicas
  • Ascensores
  • Vehículos eléctricos de carretera

Preguntas frecuentes

1). ¿Cómo se puede utilizar un volante de inercia como depósito de energía?

El volante de inercia actúa como depósito de energía y banco de energía entre la maquinaria y la fuente de energía. En el volante de inercia, la energía se almacena en forma de energía cinética.

2). ¿Cuáles son los tipos de motor de corriente continua?

El motor de CC (corriente continua) es de tres tipos: motor de CC de imán permanente (PMDC), motor de CC bobinado en derivación, motor de CC bobinado en serie y motor de CC bobinado compuesto.

3). ¿Cuáles son los tipos de energía?

La energía existe en diferentes formas. Existen diferentes tipos de energía: energía luminosa, energía sonora, energía nuclear, energía química, energía eléctrica, etc.

4). ¿Dónde se encuentra el volante de inercia?

Entre el cigüeñal y el embrague se encuentran los volantes de inercia, que son una parte del motor.

5). ¿Cuál es la temperatura curie de un imán?

Para el mineral magnético común, el magnetismo permanente se produce por debajo de la temperatura curie de 5700(10600 F) y también se conoce como punto curie.

Así, en el artículo anterior, el energía libre se discuten las ventajas del generador, las desventajas, el funcionamiento del volante de inercia y se obtiene el momento de inercia del volante. He aquí una pregunta para ti, ¿cuál es la principal desventaja de un generador de energía libre?

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