Programación de Ingeniería Mecánica UPB:Grupo 1410 10

INTEGRANTE

Juan Esteban Villa Medina. Estudiante del Curso de Programación. UPB - Ingeniería Mecánica. 2014.

RESUMEN

Con el siguiente Software se busca proporcionara una herramienta de trabajo para el análisis de circuitos RCL en alguno de los dos tipos de circuitos; ya sea en un circuito en paralelo o un circuito en serie. Nuestros clientes darán algunos parámetros básicos como lo son resistencia, impedancia y capacitancia. Que son fundamentales al momento de la ejecución del software. El factor de potencia es una forma de aprovechamiento de energía eléctrica muy eficiente. La cual sera foco de vital interés a la hora de la determinación de las correcciones sobre el circuito en el que estoy trabajando.

Introducción

En la mayoría de los casos cuando se necesita conocer las características presentes en las maquinas con las que interactuamos Las empresas proveedoras de servicio de electricidad suelen centrar su atención en los factores que no lleguen a ocasionar daños drásticos en el circuito que hace parte de la maquina. El factor de potencia demandado por determinados circuitos es una de las razones y mayores problemas en los que interactúan cliente y proveedor. Debido a que un valor determinado se da en el factor de potencia se deben hacer ciertos cambios ya dentro del circuito que contenga la maquina.

Teniendo un conociendo mínimo de la información presente en los circuitos RCL sobre el que se esta trabajando, se puede variar y entrar a tomar decisiones como cambios en algunos valores o la implementan de otro sistema pues en esos determinados instantes cualquier acto que se realice puede ser decisivo tanto el cliente como para el proveedor. Estas decisiones pueden estar factores como el económico, optimizan de recursos y procesos al momento de realizar la compra adecuada para suplir la necesidad latente. . En la realizacion del análisis del software de circuitos eléctricos hay parámetros voltajes de alimentación o distribución, los elementos inductivos y resistivos presentes. Con esta información se plantea un análisis de circuitos equivalentes donde se puede encontrar las condiciones bajo las cuales operan los equipos y con esta información se pueden realizar correcciones.

Marco teórico

Es importante dentro del manejo y la aplicación del software tener algunos conceptos que llamaremos básicos a la hora de la interacción tanto del proveedor como el del cliente. Esto nos lleva hacer una pequeña descripción detallada de la información con la que se estará en mayor contacto.

CONCEPTOS BÁSICOS

LEY DE OHM: La resistencia de un material opone al paso de una corriente eléctrica es directamente proporcional a la tensión aplicada, e inversamente proporcional a la intensidad que lo atraviesa. Donde (R) representa la resistencia, (V) representa la tensión aplicada y (I) representa la intensidad.

$R={V \over I}$

VOLTAJE: La tensión eléctrica o diferencia de potencial (también denominada voltaje), es una magnitud física que cuantifica la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos. También se puede definir como el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula cargada para mover la entre dos posiciones determinadas.

RESISTENCIA: Se le denomina resistencia eléctrica a la igualdad de oposición que tienen los electrones al desplazarse a través de un conductor. La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio.

CORRIENTE: La corriente eléctrica o intensidad eléctrica es el flujo de carga eléctrica por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del material.

CIRCUITOS EN SERIE

En un circuito en serie los receptores están instalados uno a continuación de otro en la línea eléctrica, de tal forma que la corriente que atraviesa el primero de ellos será la misma que la que atraviesa el último. Para instalar un nuevo elemento en serie en un circuito tendremos que cortar el cable y cada uno de los terminales generados conectarlos al receptor.

CIRCUITO EN PARALELO

En un circuito en paralelo cada receptor conectado a la fuente de alimentación lo está de forma independiente al resto; cada uno tiene su propia línea, aunque haya parte de esa línea que sea común a todos. Para conectar un nuevo receptor en paralelo, añadiremos una nueva línea conectada a los terminales de las líneas que ya hay en el circuito

CIRCUITOS INDUCTIVOS

En la corriente alterna un inductor también presenta una resistencia al paso de la corriente denominada reactancia inductiva. La misma se calcula como:

$X_{L}={V_{L} \over I_{L}}$

$X_{L}=2*\varphi *f*L$

Donde f es la frecuencia de alimentación, en hercios, y L es la inductancia, en henrios. XL es proporcional a f como se muestra.

CIRCUITOS CAPACITIVOS

En corriente continua vimos que luego de un tiempo denominado transitorio, por el capacitor prácticamente no continúa circulando corriente. En corriente alterna los circuitosse comportan de una manera distinta ofreciendo una resistencia denominada reactancia capacitiva, que depende de la capacidad y de la frecuencia.

$X_{c}={V_{c} \over I_{c}}$

$X_{c}={1 \over 2*\varphi *f*C}$

Donde C es capacitancia en faradios, y X_c varia con la f como se muestra.

DISEÑO DE SOLUCION

Como se dijo en el marco teorico debe aparecer e idenficarse ciertos modelos con los cuales se tienen mas interaccion al momento de calculos y diseño de circuitos por eso utilizamos lo que $X_{C}$ y $X_{L}$ como primera instancia en la solucion de nuestro problema.

$X_{L}=2*\varphi *L$

$X_{C}=(1/(2*\varphi *C))$

También podemos calcular la Impedancia de un circuito capacitivo mediante la fórmula:

$Z=R+(X_{L}-X_{C})*j$

Donde j es la relación caracteristica de un condensador

La relacion entre el voltaje y la impedancia es: $I={V \over Z}$

Los valores reales sobre los cuales se trabajara el voltaje en los diferentes puntos Resistencia, Capacitancia e Inductancia puntos de interés estará dada por:

$V_{R}es=I*R$

$V_{C}ap=I*X_{c}$

$V_{I}nd=I*X_{L}$

Donde $I$, $R$, $X_{c}$ y $X_{L}$ son la corriente, la resistencia, la capacitancia y la impedancia respectivamente en serie.

La potencia aparente es la que resulta de considerar la tensión aplicada al consumo de la corriente que éste demanda.

$S=I*V$

aludiendo claro esta que dicha potencia la determinara el voltaje en el punto de interes ya anteriormente mensionados.

El angulo de desface se tomara respecto a la potencia aparente y esta nos dara el valor de Theta para encontrar el factor de potencia. Veamos

$theta=Cos({\S })$

y el factor de potencia luego de obtener el valor de Theta se obtiene lo que nos determinara cambios a la hora de realizar la compra, optimizar recursos o desistir de determinado circuito.

$F_{p}=Cos({\theta })$

Descripción

Con el software que desarrollamos comprende una interfaz la cual se observa dentro de la primera opción tanto para cliente o proveedor el tipo de circuito con el que se entrara a trabajar. Estos dos tipos de circuitos comprenden los botones de SERIE y PARALELO. El determinar sobre que circuito se trabajara la interfaz determinara el numero de recuadros a llenar con la respectiva información. Se recomienda al proveedor y al cliente tener a primera mano los valores dentro del circuito como lo son los valores de voltaje, frecuencia, resistencia, inductancia y capacitancia, posterior a esto el programa realiza el calculo entregando un valor de factor de potencia actual y un valor de micro faradios que se necesita para la corrección del mismo.

MANUAL DE USO

Valores de voltaje y frecuencia

1. Seleccione el tipo de circuito.
2. Ingrese los valores de voltaje y frecuencia
3. Explicación de cada circuito.

• Circuito en serie: Se deben ingresar los valores de las resistencias, de las capacitancias y inductancias, en sus respectivos valores, omnios(Ω), micro-faradios(µF) y henrios(H).

• Circuito en paralelo: Se debe realizar el mismo procedimiento que en el circuito en serie, ingresar los diferentes valores, pero cada columna representa un paralelo diferente donde cada uno de los valores se encuentra en serie.

4. Hacemos clic en el botón calcular, nos entrega un valor de factor de potencia actual del sistema, si es menor al 0.96 el programa entregara el valor en micro-faradios necesarios para la corrección de este. En ambos si el valor esta por encima de 0.96 no se realizara corrección.

6. Hay un botón salir que guarda los resultados anteriores.

RESULTADOS

Para el cliente como el proveedor la determinación de los errores presentes en el circuito va a estar determinado por la cantidad de micro faradios para obtener un factor de potencia optimo, ademas de arrojar el valor de correccional el cual si no se tiene el factor de potencia optimo dentro de los resultados obtenidos en la instalación se hará lo necesario para que se cumpla.

CONCLUSIONES

1. Realizar no solo para el calculo dentro de circuitos eléctricos, sino en la operación de mas productos que rebuscan el tiempo dentro de cálculos o análisis y de una claridad rápida tanto al cliente como el proveedor de que es lo que se quiere.

2. Elaborar dicho programa para rectificarlo en el campo y así tener aplicaciones en los centro de ventas de artículos eléctricos un sondeo rápido de las necesitas y problemáticas que se tiene frente a una necesidad.

3. Profundizar mas y relacionar no solo circuitos en serie y en paralelo sino cálculos de redes.

REFERENCIAS

http://comunidad.udistrital.edu.co/jruiz/files/2012/08/Comportamiento-circuitos-RLC.pdf

https://www.dropbox.com/home/Electricidad%201%20(1)

http://www.tuveras.com/fdp/fdp.htm

http://www.fisicapractica.com/rlc.php

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2001601/pdf/cap7.pdf