¿Qué nos impulsó a la realización de este prototipo?

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Primeramente analizamos la actividad estudiantil así como cada una de las problemáticas que fueron suscitadas en el momento del análisis de la que destacó el “consumo excesivo de energía eléctrica en el Plantel Isidro Fabela Alfaro de la Escuela Preparatoria”.

Decidimos abordar este tópico principalmente por las consecuencias que esta conlleva (innumerables tipos de contaminación) entre las más significantes están, contaminación del cielo (lumínica) y contaminación del aire.

Tenemos como propósito el resolver dicha problemática a través de nuestro prototipo con el cual, se obtiene energía eléctrica a través de fotones y de cinética reduciendo drásticamente el consumo de energía eléctrica si se fabricaran más de nuestros prototipos y fueran ubicados en puntos estratégicos de la escuela.

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Leyes y principios de funcionamiento de Paneles solares  

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Primera ley de la termodinámica: La energía total de un sistema aislado no se crea ni se destruye, permanece constante. La energía sólo se transforma de un tipo a otro. Cuando desaparece una clase de energía debe producirse una cantidad equivalente. El mismo principio se aplica en la energía solar fotovoltaica y en la energía solar térmica. Los átomos de las partículas que forman el Sol contienen energía, mediante una reacción nuclear esta energía se transforma en radiación. La radiación solar que llega a la Tierra es captada por los paneles solares fotovoltaicos o les colectores térmicos, que transforman esta energía en energía eléctrica (fotovoltaica) o energía calorífica (térmica).
La energía se conserva en todo proceso si se toma en cuenta el calor, entendiendo por proceso el mecanismo mediante el cual un sistema cambia sus variables o propiedades termodinámicas.

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Ley Cero de la termodinámica: Permite establecer el concepto de temperatura. Se dice que dos cuerpos están en equilibrio térmico cuando, al ponerse en contacto, sus variables de estado no cambian. En torno a esta simple idea se establece la ley cero y establece que, cuando dos cuerpos están en equilibrio térmico con un tercero, estos están a su vez en equilibrio térmico entre sí.

 

Ley de conservación de la energía y termodinámica: Plantea que la energía total de un sistema aislado permanece constante, únicamente se transforma lo que implica que en ciertas condiciones la masa se puede considerar como una forma de energía, afirma que no existe ni puede existir nada capaz de generar y desaparecer la energía y por último si se observa que la cantidad de energía varía, siempre será posible atribuir dicha variación a un intercambio de energía con algún otro cuerpo o con el medio circundante.
Cuando un sistema se encuentra en un estado particular se caracteriza por un valor de su energía interna que es la sumatoria de la energía cinética y potencial de todas las partículas que componen el sistema. Al tomar la energía interna como un todo, no es necesario especificar los diferentes tipos de energía intrínsecos de las partículas componentes. Esto significa que cualesquiera que sean las interacciones del sistema con los alrededores, la energía que este cede o recibe de ellos se traduce exclusivamente en un aumento o disminución de su energía interna (U) lo cual simplifica extraordinariamente el estudio del sistema y sus interacciones. La energía interna (U) se mide en Joule (J).
Dentro de los sistemas termodinámicos, una consecuencia de la ley de conservación de la energía es la llamada primera ley de la termodinámica, la cual establece que, al suministrar una determinada cantidad de calor (Q) a un sistema, esta cantidad de energía será igual a la diferencia del incremento de la energía interna del sistema (ΔU) más el trabajo (W) efectuado por el sistema sobre sus alrededores.

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Reflexión de la luz: Es el cambio de dirección, en el mismo medio que experimenta un rayo luminoso al incidir oblicuamente sobre una superficie. Para este caso las leyes de la reflexión son:

• 1a. ley: El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal, se encuentran en un mismo plano.

• 2a. ley: El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión. El fenómeno más evidente de la reflexión en el que se refleja la mayor parte del rayo incidente sucede cuando la superficie es plana y pulimentada (espejo).

 

Ley Ohm: Es la relación de corriente medida en amperios que circula por un conductor, la cual es igual a la diferencia de voltaje, entre la resistencia que encuentra esa corriente en el conductor (para que exista una corriente eléctrica en el conductor, es importante que haya un diferencial de voltaje entre dos puntos). En cualquier conductor, podrás observar una resistencia eléctrica. Y estas varían desde 0.1 Ohm hasta un millón de Ohm, de acuerdo a la longitud de dicho conductor. Mientras la resistencia sea mayor, menos corriente fluye en el conductor, debido a la oposición al pasar las cargas. Y si la diferencia de potencia es mayor en cada punta de los conductores, entonces la corriente que fluirá será mayor. Fórmula de la ley de Ohm: I= V/R Donde: (I) Intensidad (V): Voltaje (R): Resistencia

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Leyes y principios de generadores piezoeléctricos

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Ley de Hooke (elasticidad): Cuando un objeto se somete a fuerzas externas, sufre cambios de tamaño o de forma, o de ambos. Esos cambios dependen del arreglo de los átomos y su enlace en el material. Cuando un peso jala y estira a otro y cuando se le quita este peso y regresa a su tamaño normal decimos que es un cuerpo elástico.

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Ley de Faraday (Inducción Electromagnética): La Ley de Faraday proclama que el voltaje inducido es directamente proporcional a la velocidad con la que cambia el flujo magnético que atraviesa una superficie con el circuito como borde.

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La ley de Ampere: Establece que, para cualquier trayecto de bucle cerrado, la suma de los elementos de longitud multiplicado por el campo magnético en la dirección de esos elementos de longitud es igual a la permeabilidad multiplicada por la corriente eléctrica encerrada en ese bucle.

 

Ley de Gauss: Encuentra aplicación en el cálculo de los campos eléctricos alrededor de los objetos cargados. Cuando se aplica la ley de Gauss a un campo eléctrico de una carga puntual.

 

Ley de Ohm: (mencionadas anteriormente)

 

Ley de conservación de la energía: (mencionada anteriormente)