Ciencias Exactas y Naturales

Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)

PK- 112- EN Generar energía eléctrica a base de agua salada e imánes.

Asesor: REYNA ELIZALDE GONZÁLEZ

Equipo [ ]: Allan Montenegro Flores() , Miguel Ángel Contreras Reyes(6o Conejo)

Resumen

El calentamiento global afecta al planeta, al igual que el uso indebido de los recursos naturales. La energía eléctrica es uno de los recursos que más usamos utilizamos, sin embargo es de los que más contamina el medio ambiente, por lo cual vamos a demostrar diferentes alternativas de energía eléctrica.

Nuestro objetivo en este proyecto de desarrollo sustentable es dar a conocer una nueva alternativa de energía eléctrica a base de agua salada e imanes. Pero para poder sustituir la energía eléctrica que utilizamos comúnmente tendríamos que hacer muchos productos y prototipos.

Con este tipo de proyectos podemos ayudar a nuestro planeta o el medio ambiente utilizando energías alternativas que no cambien tanto a nuestra vida cotidiana.

En este proyecto averiguaremos si es posible esta nueva alternativa de energía eléctrica.

Pregunta de Investigación

¿Cómo generar energía eléctrica a base de agua salada e imanes? ¿Será posible en un futuro esta alternativa de energía eléctrica?

Planteamiento del Problema

La energía eléctrica es un recurso fundamental para la vida cotidiana, sin embargo, es uno de los recursos que más contamina el medio ambiente, por eso debemos crear y dar a conocer alternativas de energía eléctrica. El calentamiento global es uno de los problemas más grandes que enfrenta nuestro planeta, y la energía eléctrica es una de las que más atribuye a la contaminación, que es la que genera el calentamiento global con ello llevando varias consecuencias malas para nuestro planeta, como el aumento del mercurio en todo el planeta elevándose un grado extra en grados Fahrenheit y los efectos del cambio de temperatura drásticos en varias regiones del planeta, por eso creamos un miniprototipo.

Antecedentes

A finales del siglo XIX, el mundo cambiaba rápidamente. La comunicación mejoraba. División entre ricos y pobres, más allá del deseo de riqueza, un hombre en con nombre contemplar lo esencial que los humanos habían buscado toda su existencia: 

La luz.

Con ella una luz práctica y barata este hombre pondría tiempo y oportunidades al alcance de todos (Thomas Edison).

Si uno no vea como la suficiente carga la libera de repente con un relámpago. El calor del relámpago expande el aire, lo cual produce un trueno ruidoso. La electricidad fluye a través de cualquier cable metálico en un circuito. 

Sin embargo, se desplaza con mayor facilidad a través de un cable ancho que es de uno delgado.

¿Qué es una pila?

Una pila es un depósito de energía en miniatura. Colocarla en un circuito, libera su carga eléctrica poco a poco. Esta energía impulsa un torrente de electricidad a través del circuito produciendo una corriente eléctrica.

Todos los imánes tienen dos polos diferentes. Para diferenciarlos  una pila es un depósito de energía en miniatura. Colocarla en un circuito, libera su carga eléctrica poco a poco.

Todos los imanes tienen dos polos diferentes. Para diferenciarlos  se les llama norte y sur.

¨Thomas Alva  Edison, el inventor más importante de los Estados Unidos de América e inventor de la bombilla¨.

Thomas Edison empezó a trabajar en el foco de luz eléctrica en New Jearsey durante la década de 1870.

¨Los primeros usos de la electricidad¨

Las primeras linternas eran cajas metálicas con los lados de cristal y una sala en la parte superior para llevarlas. Encerrados los cristales, las velas  ardían mejor. Estaban protegidas de las corrientes de aire y se los llegado más lejos. Estos faroles o linternas se usaban para iluminar el sendero delante del caminante, se fijaban en las paredes de las casas para alumbrar la calle y también en las calizas y otros coches de caballos que así se podrían usar durante la noche.

Thomas Edison su primer invento lo llamó el indicador automático de cotizaciones de bolsa. Lo que hacía era imprimir una larguísima tira de papel con toda la información sobre la bolsa de valores. Edison logró arreglar el teléfono que había creado Alejandro Graham Bell en 1878, debido a que éste se oía muy mal. Su siguiente invento, fue una incipiente grabadora. En la época cercana a 1890 pudieron verse los primeros coches. Thomas pensó que podrían mejorarse utilizando de la electricidad y desarrolló una batería de larga duración.

Dicha batería era antes utilizada en submarinos y barcos pero no en autos

Instalación de energía solar fotovoltaica sobre el tejado de una vivienda, para la producción de energía eléctrica.

Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos cuando se los pone en contacto por medio de un conductor eléctrico. La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía lumínica o luz, la energía mecánica y la energía térmica.

a energía eléctrica se manifiesta como corriente eléctrica, es decir, como el movimiento de cargas eléctricas negativas, o electrones, a través de un cable conductor metálico como consecuencia de la diferencia de potencial que un generador esté aplicando en sus extremos.

Líneas de transmisión de energía eléctrica.

Cada vez que se acciona un interruptor, se cierra un circuito eléctrico y se genera el movimiento de electrones a través del cable conductor. Las cargas que se desplazan forman parte de los átomos de la sustancia del cable, que suele ser metálica, ya que los metales —al disponer de mayor cantidad de electrones libres que otras sustancias— son los mejores conductores de la electricidad. La mayor parte de la energía eléctrica que se consume en la vida diaria proviene de la red eléctrica a través de las tomas llamadas enchufes, a través de los que llega la energía suministrada por las compañías eléctricas a los distintos aparatos eléctricos —lavadora, radio, televisor, etc.— que se desea utilizar, mediante las correspondientes transformaciones; por ejemplo, cuando la energía eléctrica llega a una enceradora, se convierte en energía mecánica, calórica y en algunos casos luminosa, gracias al motor eléctrico y a las distintas piezas mecánicas de los aparatos.

La energía eléctrica existe libre en la naturaleza de manera aprovechable. El ejemplo más relevante y habitual de esta manifestación son las tormentas eléctricas. La electricidad tampoco tiene una utilidad biológica directa para el ser humano, salvo en aplicaciones muy singulares, como pudiera ser el uso de corrientes en medicina (terapia electroconvulsiva), resultando en cambio normalmente desagradable e incluso peligrosa, según las circunstancias. Sin embargo es una de las más utilizadas, una vez aplicada a procesos y aparatos de la más diversa naturaleza, debido fundamentalmente a su limpieza y a la facilidad con la que se la genera, transporta y convierte en otras formas de energía. Para contrarrestar todas estas virtudes hay que reseñar la dificultad que presenta su almacenamiento directo en los aparatos llamados acumuladores.

La generación de energía eléctrica se lleva a cabo mediante técnicas muy diferentes. Las que suministran las mayores cantidades y potencias de electricidad aprovechan un movimiento rotatorio para generar corriente continua en una dinamo o corriente alterna en un alternador. El movimiento rotatorio resulta a su vez de una fuente de energía mecánica directa, como puede ser la corriente de un salto de agua o la producida por el viento, o de un ciclo termodinámico. En este último caso se calienta un fluido, al que se hace recorrer un circuito en el que mueve un motor o una turbina. El calor de este proceso se obtiene mediante la quema de combustibles fósiles, reacciones nucleares y otros procesos.

La generación de energía eléctrica es una actividad humana básica, ya que está directamente relacionada con los requerimientos actuales del hombre. Todas las formas de utilización de las fuentes de energía, tanto las habituales como las denominadas alternativas o no convencionales, agreden en mayor o menor medida el ambiente, siendo de todos modos la energía eléctrica una de las que causan menor impacto.

La electricidad y el magnetismo están estrechamente relacionados y son temas de gran importancia en la física. Usamos electricidad para suministrar energía a las computadoras y para hacer que los motores funcionen. El magnetismo hace que un compás o brújula apunte hacia el norte, y hace que nuestras notas queden pegadas al refrigerador. Sin radiación electromagnética viviríamos en la obscuridad ¡pues la luz es una de sus muchas manifestaciones!.

La electricidad puede existir como carga estacionaria, conocida como electricidad estática; también puede estar en movimiento y fluyendo, conocida como corriente eléctrica. Las partículas subatómicas tales como los protones y electrones, poseen cargas eléctricas minúsculas. En tiempos relativamente recientes, la humanidad ha aprendido a almacenar el poder de la electricidad. Este poder, y los muchos tipos de circuitos y dispositivos eléctricos que el hombre ha inventado, han transformado el mundo de manera radical. La electricidad también juega un papel importante en el mundo natural, cuando se generan poderosos rayos que producen señales que se desplazan a través de nuestros nervios.

El magnetismo es primo hermano de la electricidad. Algunos materiales, tales como el hierro, son atraídos por imanes, mientras que otros, como el cobre, ignoran su influencia. Describimos el movimiento de objetos influenciados por imánes en términos de campos magnéticos. Sabemos que los imanes tienen polo norte y polo sur, y que polos iguales se rechazan entre sí, mientras que polos opuestos se atraen. La electricidad y el magnetismo son dos caras de una simple fuerza fundamental. Al acelerar un imán se producirá una corriente eléctrica, si varías el flujo de electricidad, se origina un campo magnético. Estos principios los usamos en la construcción de motores y generadores.

Alterar los campos magnéticos produce radiación electromagnética . Esta energía de movimiento muy rápido ocurre en una forma continua conocidas como espectro electromagnético, que abarca de ondas de radio y microondas a luz ultravioleta, luz visible luz infrarroja, y los potentes rayos X y rayos gamma . Cuando el espectro es separado en sus constituyentes por un espectroscopio, el espectro electromagnético revela mucho sobre objetos distantes tales como las estrellas. Hacemos uso de nuestro conocimiento sobre este tipo de radiación en la construcción de telescopios para ver los cielos, radios para comunicación, y máquinas de rayos X para diagnósticos médicos.

La sociedad humana moderna hace uso de la electricidad y el magnetismo de muchas maneras. Los generadores en las plantas de energía convierten el vapor en flujo eléctrico, el cual vuelve a convertirse en energía mecánica cuando la corriente llega hasta un motor. Un láser lee la información de un disco compacto, y convierte los patrones microscópicos en sonidos audibles cuando las señales eléctricas llegan hasta las bocinas. Los semiconductores de las computadoras canalizan el flujo de información contenida en pequeñas señales eléctricas, enviando información sobre electricidad y magnetismo (y muchos otros temas) a través de Internet hasta su computador!.

La energía magnética, es un fenómeno natural por el que los cuerpos ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales.

El imán es un cuerpo o dispositivo con un magnetismo significativo, de forma que atrae a otros imanes y/o metales ferromagnéticos (por ejemplo, hierro, cobalto, níquel y aleaciones de estos). Puede ser natural o artificial.

Los imanes naturales mantienen su campo magnético continuo, a menos que sufran un golpe de gran magnitud o se les aplique cargas magnéticas opuestas o altas temperaturas (por encima de la Temperatura de Curie).

Los imanes pueden ser naturales o artificiales, o bien, permanentes o temporales. Un imán natural es un mineral con propiedades magnéticas (magnetita). Un imán artificial es un cuerpo de material ferromagnético al que se ha comunicado la propiedad del magnetismo. Un imán permanente está fabricado en acero imantado. Un imán temporal, pierde sus propiedades una vez que cesa la causa que provoca el magnetismo. Un electroimán es una bobina (en el caso mínimo, una espiral) por la cual circula corriente eléctrica.

Imanes naturales; la magnetita es un potente imán natural, tiene la propiedad de atraer todas las sustancias magnéticas. Su característica de atraer trozos de hierro es natural. Está compuesta por óxido de hierro. Las sustancias magnéticas son aquellas que son atraídas por la magnetita.

Imanes artificiales permanentes;las sustancias magnéticas que al frotarlas con la magnetita, se convierten en imanes, y conservan durante mucho tiempo su propiedad de atracción.

Imanes artificiales temporales; aquellos que producen un campo magnético sólo cuando circula por ellos una corriente eléctrica. Un ejemplo es el electroimán.

Los imanes se utilizan de muy diversas formas: en discos duros, altavoces o parlantes, pegatinas (figuras que se adhieren a las neveras), brújulas, cierres para heladeras o congeladores, paredes magnéticas, llaves codificadas, bandas magnéticas de tarjetas de crédito o débito, bocinas, motores, como un interruptor básico, como detector de billetes falsos, generadores, detectores de metales, para el cierre de mobiliario. Algunos de estos aparatos pueden dañarse si se les aplica una cierta cantidad de magnetismo opuesto.

Partes de un imán:

Eje magnético: barra de la línea que une los dos polos.

Línea neutral: línea de la superficie de la barra que separa las zonas polarizadas.

Polos: los dos extremos del imán donde las fuerzas de atracción son más intensas. Estos polos son, el polo norte y el polo sur; (no deben confundirse con positivo y negativo) los polos iguales se repelen y los diferentes se atraen. Por lo tanto, no hay atracción entre negativo y negativo o positivo y positivo, sino que hay atracción de positivo a negativo.

Se dice que por primera vez se observaron en la ciudad de Magnesia en Asia Menor, de ahí el término magnetismo. Sabían que ciertas piedras atraían el hierro y que los trocitos de hierro atraídos, atraían a su vez a otros. Estas se denominaron imanes naturales. Fue Oersted quien evidenció en 1820 por primera vez que una corriente eléctrica genera un campo magnético a su alrededor. En el interior de la materia existen pequeñas corrientes relacionadas al movimiento de los electrones que contienen los átomos; cada una de ellas origina un microscópico imán. Cuando estos pequeños imanes están orientados en todas direcciones sus efectos se anulan mutuamente y el material no presenta propiedades magnéticas; y en cambio, si todos los imanes se alinean, actúan como un único imán y se dice que la sustancia se ha magnetizado.

Si se trata tanto de un tipo de imán como de otro, la máxima fuerza de atracción se halla en sus extremos, llamados polos. Un imán consta de dos polos, denominados polo norte y polo sur. Los polos iguales se repelen y los polos distintos se atraen. No existen polos aislados (véase monopolo magnético) y, por lo tanto, si un imán se rompe en dos partes, se forman dos nuevos imanes, cada uno con su polo norte y su polo sur, aunque la fuerza de atracción del imán disminuye.

La magnetización de un objeto es el valor local de su momento angular-magnético por unidad de volumen, usualmente denotado M, con unidades A/m. Es un campo vectorial, más allá que simplemente un vector (como el momento magnético), porque las diferentes secciones de una barra magnética generalmente están magnetizadas con diferentes direcciones y fuerzas. Una buena barra magnética puede tener un momento magnético de magnitud 0,1 A·m² y de volumen de 1 cm³, o 0,000001 m³; por tal razón el promedio de la magnitud de magnetización es de 100 000 A/m. El acero puede tener una magnetización de alrededor de un millón de A/m.

Colocando el material en un fuerte campo magnético producido por un imán permanente o por una corriente eléctrica, o cuando el material tiene propiedades magnéticas y al fundirlo (ej. acero o lava basáltica) se enfría en la presencia de algún campo magnético.

Para determinar los polos de un imán se considera la tendencia de éste a orientarse según los polos magnéticos de la Tierra, que es un gigantesco imán natural: el polo norte del imán se orienta hacia el polo sur magnético, que está próximo al polo norte geográfico, pues en un sentido estrictamente magnético es un polo sur, mientras que el polo sur de un imán se orienta hacia el Polo norte magnético, que está próximo al polo sur geográfico, pues en un sentido estrictamente magnético es un polo norte. El ángulo comprendido entre el norte magnético local, indicado por una brújula, y el norte verdadero (o norte geográfico) se denomina declinación mag

Objetivo

Dar a conocer una alternativa de energía eléctrica para ayudar al medio ambiente y a nosotros mismos creando un proyecto sustentable que logre remplazar la energía eléctrica común.

Investigar , consultar y averiguar esta alternativa de energía eléctrica a base de agua salada e imánes, dar a conocer a nuestro público si esta alternativa de energía eléctrica será posible en un futuro próximo o lejano.

Justificación

Elegimos este tema porque queremos dar a conocer alternativas de energía eléctrica para ayudar al medio ambiente y  proyecto sustentable que se pueda emplear en todo nuestro planeta, y además esto podría ayudarnos económicamente porque es mucho más rentable instalar esta energía alternativa que la que usamos convencionalmente en la vida diaria.

 

Hipótesis

Si en un futuro la energía eléctrica a base de agua salada e imánes funcionara, sería un gran avance tecnológico y científico lo cual a largo plazo podríamos remplazar la energía que usamos diariamente.

 

Método (materiales y procedimiento)

Materiales:

-Alambre de cobre numero 10 (50 cm.)

-2 vasos de plástico (uno grande y otro pequeño)

-Silicón caliente

-Un imán grande

-200 ml. de agua

-Una cucharada de sal

-Tijeras

Procedimiento:

1.- Con las tijeras corta el vaso pequeño de la boca hacia abajo aproximadamente 1 cm., dejándolo más corto.

2.-Con las tijeras corta el mismo vaso por la parte inferior aproximadamente a 0.5 cm., dejando el vaso abierto de los dos lados.

3.-Con el silicón pega el imán al fondo del otro vaso.

4.- Enrolla el alambre de cobre en el casquillo del foco.

5.-Vierte los 200 ml. de agua en el otro vaso que ya contiene el imán dentro de él.

6.-Vierte en el vaso que contiene el imán y el agua una cucharada sopera de sal.

7.-Coloca el vaso que ya cortaste en el otro vaso, dejando que el vaso cortado flote.

8.-Finalmente colocas el foco que ya tiene enrollado el alambre de cobre en el casquillo dentro del vaso que ya cortaste y que está en el vaso grande.

 

          

 

       

 

 

Galería Método

Resultados

Al llevar a cabo esta alternativa de energía eléctrica tuvimos varias revelaciones que son muy importantes para llegar a la conclusión de este proyecto.

En nuestro primer intento teníamos nuestras teorías acerca de los fallos de este prototipo, debido a que no lograba encenderse. Al principio pensábamos que era cuestión de el alambre de cobre o el imán; así que decidimos consultarlo con expertos en la física. Ellos nos explicaron porqué no era posible este proyecto científico, y esto es debido a que este tipo de energía eléctrica sigue estando en práctica por los científicos, pero hay una probabilidad bastante alta que esta alternativa a base de agua salada e imanes llegue muy próximamente. Por esto llevamos a cabo un modelo de un circuito eléctrico para observar como funciona la electricidad y qué se podría realizar para que esta alternativa de energía eléctrica se lleve a cabo.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Concluimos que la energía eléctrica a base de agua salada e imanes no es una alternativa viable de energía eléctrica, ya que no funciona. Nosotros consultamos con expertos y hemos dado al hecho que este tipo de energía todavía está en proceso de descubrir cómo crearla y que esta fue una propuesta de cómo crearla, y hay un modo de generarla, pero el foco tiene que estar conectado a una pila, sin embargo, esto no ayudaría en nada a nuestro planeta ya que normalmente las pilas vienen compuestas con altos contaminantes, ya que al descomponerse la capa protectora que les recubre, libera los metales que contiene, uno de ellos el mercurio del cual les hablaba al inicio.

Bibliografía

 

Imán,Wikipedia, la enciclopedia libre.

Cobre (Cu) Propiedades químicas y efectos de la salud y el medio ambiente.

ELECTRICIDAD CON UN POCO DE SAL Y UN IMÁN.

Prezi.com

Nombre del libro:  Larousse 40 fantásticos experimentos, imánes y electricidad.

Autor:  Larousse.

Editorial: Larousse.

Nombre del libro: El foco.

Autor:  Fandel Jennifer.

Editorial:  Ediciones SM.

Nombre del libro: Historia de los objetos que sirven para alumbrar e iluminar.

Autor: García Fuentes María Antonieta.

Editorial: Nuevo México.

Nombre del libro: Thomas Alva Edison.

Autor: Adeler A. David.

Editorial:A.W Walner

 

Summary

Global warming affects the planet, as does the misuse of natural resources. Electric power is one of the most used resources we use, however it is one of the ones that pollutes the environment the most, which is why we are going to
demonstrate different alternatives of electric power. Our objective in this sustainable development project is to make known a new alternative of electric energy based on salt water and magnets. But to be able to replace the electric power that we commonly use we would have to make many products and prototypes.
With this type of projects we can help our planet or the environment using alternative energies that do not change so much to our daily life. In this project we will find out if it is possible this new alternative of electric power.

 

Research Question

How to make electric energy with salt water and magnets?

Problem approach

The electric energy is a fundamental resource to the daily life, but nevertheless is one of the resources that more contaminate the enviroment, that’s why we News to make and want to announce alternatives of electric energy. The global waming is one of the big problemas that our planet faces, the electric energy is one of the resources that more contamines, that’s why we make a prototipe of electric energy.

Background

Objective

To announce an electric energy alternative to help the environment.

To make a prototype that generate electric energy with salt water and magnets.

 

Justification

We choose this topic because we want to announce alternatives of electric energy to help the enviroment.

 

Hypothesis

If we want to generate electric energy with salt water and magnets, we will be able to demotrate an alternative of electric energy.

Method (materials and procedure)

Materials: – Copper wire number 10 (50 cm.) – 2 plastic cups (one large and one small) – Hot silicone – One large magnet – 200 ml. of water-One spoonful of salt-ScissorsProcedure: 1.- With the scissors cut the small glass of the mouth down about 1 cm., leaving it shorter.2.-With the scissors cut the same glass from the bottom approximately 0.5 cm., Leaving the glass open on both sides.3.-With the silicone sticks the magnet to the bottom of the other glass.4.- Wrap the copper wire in the cap of the focus.5.-Pour the 200 ml. of water in the other glass that already contains the magnet inside it.6.-Pour into the glass that contains the magnet and water a tablespoon of salt.7.-Place the glass that you already cut into the other glass, leaving that the cut glass float.8.-Finally you place the focus that already has the copper wire in the cap in the cup that you cut and that is in the big glass.

Results

When carrying out this alternative of electrical energy we had several 
revelations that are very important to reach the conclusion of this project.
In our first attempt we had our theories about the failures of this prototype, 
because it could not turn on. At first we thought it was a matter of copper
wire or magnet; so we decided to consult with experts in physics.
They explained to us why this scientific project was not possible, 
and this is because this type of electrical energy is still in practice 
by scientists, but there is a high probability that this alternative based 
on salt water and magnets will arrive very soon. For this we carry out a model 
of an electrical circuit to observe how electricity works and what could be done 
so that this alternative of electrical energy is carried out.

 

Discussion

Conclusions

We conclude that saltwater-based electric energy and magnets is not a viable alternative to electric power, since it does not work. We consult with experts and we have given to the fact that this type of energy is still in the process of discovering how to create it and that this was a proposal of how to create it, and there is a way to generate it, but the focus has to be connected to a stack, However, this would not help our planet because the batteries are usually composed of high pollutants, since when the protective layer that covers them breaks down, it releases the metals it contains, one of them the mercury of which I spoke to you at the beginning.

Bibliography

Magnet, Wikipedia, the free encyclopedia.

Cobre (Cu) Chemical properties and effects of health and the environment.

ELECTRICITY WITH A LITTLE SALT AND AN IMAN.

Prezi.com Book name: Larousse 40 fantastic experiments, magnets and electricity. Author :

Larousse.Editorial: Larousse