Arxiu de l'autor: jordi achon

Construcció d’un motor elèctric i d’un aerogenerador

Professor: Jordi Achon Massana

CODI REC0500651
Durada: 30h.

Presentació

Aquests són els dos projectes que realitzareu durant aquests curs. Així que mans a l’obra! Mentre el feu, us imaginareu a l’aula taller, envoltats de noies i nois capficats en el projecte. A la que un funcioni, veureu espurnes als ulls dels alumnes.

I aquí teniu un breu avançament dels textos i materials que tindreu al vostre abast:

L’objectiu global d’aquesta proposta didàctica és proporcionar a les noies i els nois eines cognitives per comprendre el disseny tecnològic dels motors elèctrics de corrent continu. Tal coneixement ha de facilitar la realització d’altres projectes tecnològics en què aquests hi intervenen; així com facilitar també la comprensió dels servomotors i dels motors pas a pas, imprescindibles en molts projectes de robòtica escolar.

Aquesta proposta forma part de l’itinerari La moguda electromagnètica que trobareu a: http://apliense.xtec.cat/arc/node/30657.

La petita història del motor elèctric s’engega amb una pregunta tecnològica que associa conceptes i coneixements sobre el corrent continu, els electroimants i la interacció entre pols magnètics. Tal pregunta es inspirada, entre d’altres factors, pels moviments que s’observen durant la interacció entre imants permanents. La pregunta és: com fer que un eix volti usant energia elèctrica, imants i electroimants?

El disseny didàctic segueix la metodologia heurística i segueix els principis de l’aprenentatge basat en la resolució de problemes: Problema inicial → Solució → Emergència d’errors → Nou problema.

La unitat consta de dos projectes, per bé que en l’itinerari esmentat hi trobareu una ampliació cap els servomotors i el motor pas a pas.

Projecte 1: Disseny i construcció d’un motor de dos braços

La pregunta inicial esdevé el primer problema a resoldre. Després de generar i promoure una pluja idees per dissenyar el prototip de la màquina que fa voltar un eix, se esbossa una solució i es planteja la seva realització. Per reforçar la comprensió de la solució proposada es disposa d’una simulació feta amb el Geogebra.

Construït l’electroimant rotor de dos braços, es planteja com ha de ser el dispositiu mecànic que controla l’activació o desactivació de l’electroimant i la commutació del sentit del corrent elèctric en els moments oportuns de la rotació. Així que s’explora la posició de les escombretes en relació als contactes de l’electroimant rotor i a la posició dels imants permanents. A tal efecte es disposa d’una simulació feta amb Geogebra.

El prototip funcionarà, però necessitarà d’un impuls inicial per a arrencar. Aquí emergeix un nou problema: dissenyar un motor que arrenqui sol, sense necessitat d’un impuls inicial, el qual donarà pas a un segon projecte.

Projecte 2: Disseny i construcció d’un motor de tres braços.

Es desmunta i s’examina un motor petit i s’observa que el seu rotor té tres braços. Aquesta és la idea inicial per resoldre el problema plantejat. Es dissenya l’armadura, i de nou s’usa el Geogebra per dibuixar-ne la forma.

Una vegada bobinat i posades les tres agulles de contacte, s’entra a explorar el circuit en sèrie que formen els tres electroimants en funció de la combinació dels diferents contactes que es poden produir entre les dues escombretes i les tres agulles.

Per facilitar aquesta exploració es pot simular el circuit dels tres electroimants amb un de tres bombetes, o hi ha la possibilitat de fer-ho amb una simulació interactiva del PhET (https://phet.colorado.edu/es). Sigui com sigui, el cas és arribar a la conclusió segons la qual dependrà de la combinació de contactes entre escombretes i agulles que hi hagi un braç desactivat, la qual cosa ens dóna la clau de com controlar l’activació, desactivació i polaritat dels electroimants quan s’encaren amb els pols dels imants permanents.

Llista de materials i eines

Material:

Eines:

Base fusta 7x6x1 cm

Claus:

1 de Ø 1 mm L : 3 mm

5 de Ø 1,5 mm L: 3 mm

1 de Ø 2.5-3 mm

4 de L: 35 mm

Casquet per eix de 4 mm. L: 15 mm

2 imants ferrita 45x20x10 mm

Fil de coure esmaltat del 0,2 (1 carret)

2 Vareta llautó Ø 4 mm, L 4 cm

2 Tires làmina coure (60x 5 mm) gruix 0,1 mm

Planxa de PVC, gruix 3 mm

2 Cargols fusta. L 15 mm

Làmina cartró ploma. Gruix 3mm

Pega paper

Paper de vidre

Paper mil·limetrat

Trepant amb broca de 5 mm

Regle, llapis i goma

Martell

Alicates

Tisores

Cúter

Encenedor

Pistola de silicona calenta

Barrina Ø 2 mm

 

Jordi Achon Masana

Presentació

Profe feliçment jubilat. Una part del meu temps el dedico a passar a net uns quants dels projectes didàctics que vam fer entre els meus alumnes i jo. També escric un assaig que segurament titularé Didàctica de l’Aprenentatge Profund o potser Didàctica de l’Aprenentatge Tranquil, que tal vegada veurà la llum a finals d’aquest curs. Encara compto els anys per cursos, tot i que l’any astronòmic ne té ni cap ni cua. Va costar-me, però els darrers cursos ja no tenia pressa per sortir de l’aula.

Una altra part del temps el dedico a la literatura, tant com a lector com a escriptor. Però la part més sucosa del meu temps la passo amb els meus nets, més admirant com aprenen que esbrinant com s’ho fan, que també. Si hi ha una dita que m’agradi, és l’atribuïda a S. Beckett: “Fracassa una altra vegada, fracassa millor”.

Barcelona, 2018

Projecte maker: la petita història del motor elèctric