ANTEPROYECTO CIRCUITOS II
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Anteproyecto Circuitos II Jes´us Pi´on, Robinson Rodr´ıguez y Eduanis Salazar
Resumen—Breve definici´on de lo que se espera construir para la entrega del proyecto final en el curso de Circuitos II. Index Terms—Bobina de Tesla, circuitos trif´asicos, NGSPICE, programaci´on.
I.
´ I NTRODUCCI ON
E
N el presente documento se pretende mostrar una ligera idea de lo que se quiere llevar a cabo para el proyecto final del curso de Circuitos II. Se presentan dos opciones de las cuales se elegir´a una dependiendo de los debates internos en el grupo y la orientaci´on del profesor o alternos. Marzo 25, 2011 II. II-A.
´ 1, PROGRAMACI ON ´ DE CIRCUITOS O PCI ON ´ TRIF ASICOS
Planteamiento del problema.
En ciertos casos se hace necesario encontrar una soluci´on r´apida y o´ ptima (con menor error relativo posible) para la resoluci´on de circuitos trif´asicos que contribuya a su comparaci´on con los resultados experimentales, de haberse realizado pruebas en el laboratorio. Las herramientas computacionales ofrecen dicha rapidez y optimizaci´on de la soluci´on del problema a resolver. II-B.
Propuesta.
Se propone hacer un programa basado en simulador opensource NGSPICE para solucionar problemas de circuitos trif´asicos, con varias cargas sean balanceadas o desbalanceadas e impedancias de l´ınea, excitados mediante una fuente trifasica sea esta balanceada o desbalanceada. Se calcular´an corrientes de l´ınea, tensiones de l´ınea, potencia compleja consumidas por las cargas y factor de potencia. II-C.
Cronograma de actividades
Investigacion relacionada a ecuaciones y condiciones para los circuitos Programacion en el simulador open − source NGSPICE III. III-A.
semana 1 semana 2
´ 2, BOBINA DE T ESLA SENCILLA O PCI ON
Planteamiento del problema.
El que un circuito sea cerrado implica una restricci´on del env´ıo de energ´ıa el´ectrica a grandes distancias puesto que se requiere un cable de env´ıo y otro cable de retorno, adem´as de gran costo de materiales. Este problema fue solucionado hace m´as de 120 a˜nos por el inventor, genio e ingeniero Nikola Tesla. Tesla demostr´o en multitud de ocasiones que es posible el env´ıo de energ´ıa el´ectrica a trav´es de un u´ nico cable de 1 solo hilo. Por tanto, en este ejemplo, el concepto com´un de voltaje (diferencia de potencial), podr´ıa calificarse simplemente diciendo que voltaje es cualquier potencial y no necesariamente la diferencia. III-B.
Propuesta.
Se propone crear un modelo a ´ınfima escala de la bobina de Tesla. La Bobina de Tesla es un generador electromagn´etico que produce altas tensiones de elevadas frecuencias (radiofrecuencias) con efectos observables como sorprendentes efluvios, coronas y arcos el´ectricos. Su nombre se lo debe a Nikola Tesla, un brillante ingeniero que vivi´o en la segunda mitad del siglo pasado y a principios de e´ ste y que en 1891, desarroll´o un equipo generador de alta frecuencia y alta tensi´on con el cual pensaba transmitir la energ´ıa el´ectrica sin necesidad de conductores.
Justificaci´on.
Se justifica implementar recursos computacionales en a´ nimo de obtener mejores resultados, siempre que se tenga conocimiento previo de la teor´ıa que ello implica y los efectos f´ısicos que las respuestas acarreen. II-D.
II-E.
III-C.
Justificaci´on.
Se justifica, como ingenieros electricistas y electr´onicos en formaci´on comprender las m´ultiples formas de env´ıo y recepci´on de energ´ıa, lo que nos permite comprender abiertamente sus procesos y los efectos f´ısicos que ellos implican.
Objetivo general
Hacer un programa para solucionar problemas de circuitos trif´asicos. II-D1. Objetivos espec´ıficos: 1. Simular correctamente los circuitos trif´asicos vistos en el curso de Circuitos II mediante la herramienta opensource NGSPICE. 2. Facilitar la resoluci´on de circuitos trif´asicos, si lo que se quiere es agilidad y precisi´on.
III-D.
Objetivo general.
Construir un modelo a escala de la Bobina de Tesla. III-D1. Objetivos espec´ıficos.: 1. Entender el proceso env´ıo de electricidad con un s´olo cable mediante la bobina de Tesla. 2. Comprender mejor el uso de medios naturales para la transmisi´on de energ´ıa el´etrica como lo es aprovechar la conductividad de la tierra.
ANTEPROYECTO CIRCUITOS II
III-E.
Sobre el montaje
Consiste en un montaje mediano, con menos de 20cm de altura y unos 35 × 20cm en su base. Necesitar´a de una entrada de 120vrms adem´as de precauci´on y asistencia de los auxiliares de laboratorio. Se muestra a continuaci´on el montaje de la bobina de Tesla:
Figura 1. Bobina de tesla
III-F.
Materiales y recursos para el proyecto
Figura 2. Tabla de materiales Bobina de tesla
III-G.
Cronograma
Recopilacion de los materiales semana 1 necesarios para la construccion Construccion de la Bobina de Tesla semana 2 Pruebas de su funcionamiento semanas 3 y 4 Ajustes finales semana 5 Se tomar´an en cuenta todas las sugerencias sobre la realizaci´on o no del proyecto presentado.
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R EFERENCIAS [1] Universidad Nacional Aut´onoma de M´exico. (2008, Marzo) Direcci´on General de divulgaci´on de la Ciencia. [Online]. http://www.dgdc.unam.mx/fisilab1b.htmlconstruccion