portafolio de esquemas electricos y electrÓnicos (j.l. pinto)

7/14/2019 PORTAFOLIO DE ESQUEMAS ELECTRICOS Y ELECTRÓNICOS (J.L. Pinto)

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

LICENCIATURA EN SISTEMAS ELÉCTRICOS Y AUTOMATIZACIÓN

ASIGNATURA: ESQUEMAS ELÉCTRICOS Y ELECTRÓNICOS

CÓDIGO:2381 AÑO I: SEMESTRE : II

TIPO DE ASIGNATURA: REGULAR

PRERREQUISITOS:CORREQUISITO: NO TIENE

CREDITOS:2 HORAS DE CLASE: 1 HORAS DE LABORATORIO O PRÁCTICA: 2

ELABORACIÓN/ACTUALIZACIÓN DEL PROGRAMA:

REVISIÓN:

DESCRIPCIÓN

Este curso viene a fortalecer el uso de herramientas tecnológicas que permitan alestudiante realizar simulaciones y desarrollar proyectos a lo largo de su carrera.

OBJETIVOSGENERALES (

Brindar al estudiante las herramientas básicas como lo son software quenecesitará durante la carrera de licenciatura para realizar simulaciones yproyectos, asegurando el funcionamiento de un circuito eléctrico y electrónico.

COMPETENCIAS

B SICAS• Creatividad e innovación:• Ingenio e iniciativa: capacidad para discurrir einventar. Capacidad para solucionar en formarápida, las dificultades que surjan en el día adía.• Se relaciona con la incorporación de nuevos

GEN RICAS• Planificación y organización• Trabajo en equipo• Manejo de tecnología• Liderazgo• Responsabilidad individual• Ética



esquemas o módulos cognitivos al repertoriode conductas habituales. Capacidad de asimilarnuevas información y su eficaz aplicación.

• Capacidad para utilizar adecuadamente losprogramas básicos de una computadora:Procesador de palabras, hoja electrónica, Excel,PowerPoint, internet, Star Office (starwriter,impress, calc)

• Capacidad de análisis• Autocontrol• Detallista

• Asertividad

T CNICASFormulación y elaboración de proyectos

. Manejo y dominio de software especiales

. Manejo y dominio de instrumentación eléctrica y electrónica

CONTENIDOS

CAPÍTULO I ESQUEMAS ELECTRÓNICOS

1.1 Definición

1.2 La estandarización de símbolos

1.3 Las normas

1.4 Circuitos esquemáticos

1.5 Circuitos impresos

CAPÍTULO II PROGRAMAS APLICADOS A LA SIMULACIÓN Y

ELABORACIÓN DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS2.1 CircuitMaker

2.1.1 Información preliminar

2.1.2 Espacio de trabajo del software

2.1.3 Acceso a herramientas y funciones

2.1.4 Barra de herramientas y funciones



2.1.5 Simulación de circuitos DC

2.1.6 Simulación de circuitos AC

2.1.7 Circuitos digitales

2.1.7.1 Tabla de las compuertas lógicas

2.1.7.2 Simulación

2.1.8 TraxMaker

2.1.8.1 Barra de herramientas

2.1.8.2 Espacio de trabajo de la aplicación

2.1.8.3 Elaboración de circuitos impresos

2.1.8.3.1 Parámetros a seguir (pistas, pads y colocación de

puentes)

2.2 MultiSim

2.2.1 Información preliminar

2.2.2 Espacio de trabajo del software

2.2.3 Acceso a herramientas y funciones

2.2.4 Barra de herramientas

2.2.5 Simulación de circuitos DC

2.2.6 Simulación de circuitos AC

2.2.7 Circuitos digitales

2.2.7.1 Tabla de las compuertas lógicas2.2.7.2 Simulación

2.2.8 UltiBoard

2.2.8.1 Barra de herramientas

2.2.8.2 Espacio de trabajo de la aplicación

2.2.8.3 Elaboración de circuitos impresos



2.2.8.3.1 Parámetros a seguir (pistas, pads y colocación de

puentes)

CAPÍTULO III HERRAMIENTAS DE MODELADO Y ANÁLISIS MATEMÁTICO

3.1 MATLAB

3.1.1 Introducción al MATLAB

3.1.2 Ventanas de MATLAB

3.1.3 Operaciones escalares

3.1.4 Operaciones matriciales

3.1.5 Graficación

CAPÍTULO IV DISEÑO ELÉCTRICO

4.1 Definición de esquema eléctrico

4.2 Esquemas típicos de distribución de energía eléctrica

4.2.1 Residencial

4.2.2 Comercial

4.3 Esquemas unificar

4.3.1 Identificación de los símbolos eléctricos

4.3.2 Interpretación de planos eléctricos

4.3.3 Reconocimiento de los símbolos en diferentes esquemas4.3.4 Normalización

METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA

• Clases magistrales• Resolución de problemas utilizando los programas• Clases conferencias



• Trabajo en grupo• Lluvia de ideas• Periodo de preguntas y respuestas

RECURSOS DIDÁCTICOS

Tablero, multimedia, libros, folletos, hojas de prácticas, paquetes de programasespecíficos (Circuit Maker, Matlab, Multisim)

SISTEMA DE EVALUACIÓN

2 Proyectos en aula 40%1 Prueba escrita 20%Examen Semestral o Proyecto Final 40%

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1. Ruiz Vasallo, Francisco, Esquemas eléctricos y electrónicos , Limusa.

2. Moore, Holly, MATLAB para ingenieros , 1ª Ed., Prentice Hall, 2007.



ACTIVIDADES

En cada sesión de práctica al estudiante se le asigna un proyecto individual, con lo

cual debe verificar lo aprendido en clase.

EsquemasElectrónicos

PRACTICA 1 (DC)

Nombre:________________________________________________ Grupo:__________Cédula:________________________________Circuitos Básicosi.

1. Realizar los siguientes diagramas en el programa circuit maker.

a)

+ V110V

R1330

b)

+ V110V

R1250

2. Verificar los siguientes valores mediante la herramienta de prueba.3. Anotar los resultados:

a. R1: Pot=_________ Corr=_________

b. R1: Pot=_________ Corr=_________ii.

1. Realizar los siguientes diagramas en el programa circuit maker.



a)

node bnode c

node d

node a

+ V110V

R5100

R4100

R3450

R210

R1330

b)

node a

node d

node cnode b

Is11A

R5100

R4100

R3450

R210

R1330

2. Verificar los siguientes valores mediante la herramienta de prueba.3. Anotar los resultados:

a. R1: Pot=_________ Corr=_________ Volt=_________R2: Pot=_________ Corr=_________ Volt=_________R3: Pot=_________ Corr=_________ Volt=_________R4: Pot=_________ Corr=_________ Volt=_________R5: Pot=_________ Corr=_________ Volt=_________

b. R1: Pot=_________ Corr=_________ Volt=_________R2: Pot=_________ Corr=_________ Volt=_________R3: Pot=_________ Corr=_________ Volt=_________

R4: Pot=_________ Corr=_________ Volt=_________R5: Pot=_________ Corr=_________ Volt=_________



PRACTICA 2 (DC)Nombre:________________________________________________ Grupo:__________Escuela:__________________________________________________________________Circuitos Básicosi.

1. Realizar el siguiente diagrama en el programa circuit maker.

a)

node a

node d

node c

node bnode d

DC V

NO DATA

DC A

5.000mA

+

-

Vs25V

+

-

Vs110V

R7250

R6470

R5100

R4100

R3450

R210

R1330

2. Verificar el siguiente valor mediante la herramienta de prueba.3. Anotar el valor requerido:

a. Multímetro (r=1u ohm) Corriente=________

ii.1. Verificar los siguientes valores mediante la herramienta de prueba, o bien con el

multímetro.R1: Pot=_________ Corr=_________ Volt=_________R2: Pot=_________ Corr=_________ Volt=_________R3: Pot=_________ Corr=_________ Volt=_________R4: Pot=_________ Corr=_________ Volt=_________R5: Pot=_________ Corr=_________ Volt=_________R6: Pot=_________ Corr=_________ Volt=_________

R7: Pot=_________ Corr=_________ Volt=_________

Actividades adicionales:1. Investigar porque es importante determinar la impedancia de entrada del multímetro en

la medición de voltaje.



2. Investigar porque es importante determinar la impedancia de entrada del multímetro enla medición de corriente.

PRACTICA 3 (AC)

Nombre:________________________________________________ Grupo:__________Escuela:__________________________________________________________________Circuitos Básicosi.


a)

AC V

NO DATA

60 Hz

V1-10/10V

L11H

R21k

R11k

5. Verificar el siguiente valor mediante el multímetro.6. Anotar el valor requerido:

a. Multimetro (r= 100.0Meg) Voltaje=________

ii.2. Verificar los siguientes valores mediante el multímetro.

R1: Pot (rms)=_________ Corr(rms)=_________ Volt(rms)=_________

R2: Pot (rms)=_________ Corr(rms)=_________ Volt(rms)=_________L1: Pot (rms)=_________ Corr(rms)=_________ Volt(rms)=_________

Actividades adicionales:

1. Qué significa el valor rms?



2. Cuál es el valor de Vrms y I(rms) de la fuente?

PRACTICA 4 (AC)Nombre:________________________________________________ Grupo:__________Escuela:__________________________________________________________________Circuitos Básicosi.


a)

AC V

36.86 V

D3DIODE

D1DIODE

D4DIODE

D2DIODE

A

10 Hz

V1-10/10V

R21k

2. Verificar el siguiente valor mediante el multímetro.3. Anotar el valor requerido:

a. Multimetro (r= 100.0Meg) Voltaje(rms)=________

Actividades adicionales:

1. Cuál es la función de la tierra de referencia?



2. Que sucede si se mueve la tierra de referencia?

3. Qué sucede si se remueve la tierra de referencia del circuito y por qué?

Esquemas Eléctricos



INSTALACION ELÉCTRICA:

Cuadro A:

- 1 motor de 1.5 CV- Rompe bolsas 2Kw- Terminador 16Kw- Trommel 10 Kw

• 1x1.25x736x1.5= 1600 w• rompe bolsas = 2000 w• Terminator = 16000 w• Tromel = 10000 w

I = P/ (√3xU)= 29600W /(√3x400)= 39.72 A

S= PxL /(CeU) = 29700x16 / (56x8x400)= 2.64 mm^2

∅ Cable= 10 mm^2 PIA = 40 A

Cuadro B:

- 1 Motor de 1.5 CV ⇒ 1x1.25x736x1.5= 1600 w- Prensa de chatarra 8 Kw. ⇒ 8 Kw x 1000w = 8000 w



Total = 9600 w

I = P/ (√3xU)= 9600w /(√3x400)= 13.85 AS= PxL /(CeU)=9600x35 /(56x8x400)= 1.87 mm^2∅ Cable= 2.5 mm^2 PIA =16 A

Cuadro C:

- Prensa Principal 12 Kw ⇒ 12 Kw x 1000= 12000w- 1 Motor de 1.5 CV ⇒ 1x1.25x736x1.5= 1600w

Total= 13600w

I = P/ (√3xU)=13600w/(√3x400)= 19.62 A

S= PxL /(CeU)=13600x20/(56x8x400)= 1.51 mm^2


Cuadro D :

- 1 motor de 1.5CV ⇒ 1x1.25x736x1.5 = 1600 w- Electroimán 5 KW⇒ 5 Kw x 1000 = 5000 w-Titerch 3 KW ⇒ 3 Kw x 1000= 3000 w-Foucoult 6 KW ⇒ 6 Kw x 1000= 6000 w

Total = 20200 w

I = P/ (√3xU)= 20200w /(√3x400)=29.15 A

S= PxL /(CeU)=20200x50 /(56x8x400)= 5.63 mm^2




MATLABCUARTA PRACTICA: METODOS ITERATIVOS PARA RESOLVER SISTEMASDE ECUACIONES LINEALES Y NO LINEALES.

OBJETIVOS:

• Resolver un sistema de ecuaciones lineales por los métodos Jácobi y GaussSeidel programando los algorítmos en Matlab.

• Resolver un sistema de ecuaciones no lineales por los métodos Jácobi yGauss Seidel programando los algoritmos en Matlab.

OBSERVACIONES:

• Los algoritmos propuestos han sido implementados por los docentes de lacátedra empleando la herramienta MATLAB.

ACTIVIDADES:

• El siguiente código resuelve un sistema de ecuaciones lineales por el métodode jácobi. Copie el programa en el editor del Matlab y guárdelo con el nombreE41.m.

clear allclcfprintf('Resolución del sistema Ax = b por \n');fprintf('Jácobi \n\n')n=input('Ingrese el orden del sistema = ');fprintf('\n');fprintf('Matriz coeficientes del sistema \n\n')

for i=1:nfor j=1:n

fprintf('coeficiente A(%d,%d) = ', i,j ) % Definición de la matriz A A(i,j)=input(' ');

end end

fprintf('\nVector términos independientes \n\n')

for i=1:n



fprintf('término b(%d) = ', i ) % Definición del vector b b(i)=input(' ');

end

b=b';

fprintf('\nVector aproximación inicial\n\n')

for i=1:nfprintf('xo(%d) = ', i ) % Definición de la aproximación inicialxo(i)=input(' ');

end

xo=xo';

e=input('\nIngrese el valor de la tolerancia = '); % Definición de la tolerancia fprintf('\n');

for i=1:nc(i)=b(i)/A(i,i); % Cálculo del vector c for j=1:n

if i==j T(i,j)=0; , else T(i,j)=-A(i,j)/A(i,i);, end % Cálculo de la matriz T end

end

c=c';

Er=A*xo-b;

while norm(Er,inf)>=e

x=T*xo+c;xo=x;Er=A*xo-b;

end

disp(x)

• Corra el programa anterior para el sistema de ecuaciones lineales:

5x1+x2+x3=7x1+5x2+x3=7x1+x2+5x3=7

Tome como aproximación inicial el vector xo=[0,0,0]T y como tolerancia ε=10-4



• El siguiente diagrama de flujo presenta el algoritmo de Gauss-Seidel pararesolver sistemas de ecuaciones lineales.

Entrada: n, A, b, x (aproximación inicial), ε (tolerancia).Salida: solución aproximada x1,x2,x3,...xn.Paso 1: Er=A*x-b.Paso 2: Mientras Er∞>ε hacer pasos 3-8

Paso 3: Para i=1 hasta n hacer pasos 4-7Paso 4: s=0Paso 5: Para j=1 hasta n hacer paso 6

Paso 6: Si i≠ j hacer s=s+A(i,j)*x(j)Paso 7: x(i)=(b(i)-s)/A(i,i)

Paso 8: Er=A*x-bPaso 9: Solución aproximada x1,x2,x3,...xn.

• Implemente el algoritmo anterior en Matlab. Salve el programa con el nombreE42.m y realice una corrida para el sistema de ecuaciones lineales descrito enel segundo punto de esta práctica.

• Se quiere calcular, de la siguiente red, las tensiones E1 y E2 sabiendo queambas fuentes entregan 2 y 3 watts respectivamente.

5 ohms 6 ohms

1 ohm

E2

E1

• El sistema no lineal planteado en el cálculo de E1 y E2 es

E12.E2-12E2-3E1 = 0E1.E22-2E2-21E1 = 0

El siguiente código resuelve el sistema de ecuaciones no lineales por elmétodo de jácobi. Copie el programa en el editor del Matlab y guárdelo con elnombre E43.m.

clear

x=2*ones(1,2); % Vector fila de unos y=x;n=0;fprintf('n E1 E2 Error\n');fprintf('%1d %7.6f %7.6f %7.6f\n',n,y(1),y(2),norm(fj(y),inf));while norm(fj(y))>=0.0001

x=y;y=gj(x);n=n+1;fprintf('%1d %7.6f %7.6f %7.6f\n',n,y(1),y(2),norm(fj(y),inf));

end



• Las funciones f y g presentes en el programa anterior son las siguientes:

function y=fj(x)y(1)=x(1)*x(1)*x(2)-12*x(2)-3*x(1);y(2)=x(1)*x(2)*x(2)-2*x(2)-21*x(1);

function y=gj(x)y(1)=sqrt(12+3*x(1)/x(2));y(2)=sqrt(21+2*x(2)/x(1));

• Corra el programa E43.m. Cambie el vector aproximación inicial por el x=[4,4]T y observe el resultado.

• Modifique el programa anterior para que calcule la solución del sistema nolineal

3x2-y2=03xy-x3-1=0

Tome como aproximación inicial el vector x=(1/2,3/4)T.

• Para resolver el sistema de ecuaciones no lineales original por Gauss-Seidel,cambie la función matlab gj.m por la siguiente:

function y=ggs(x)y(1)=sqrt(12+3*x(1)/x(2));y(2)=sqrt(21+2*x(2)/y(1));

• Ejecute el programa y observe el resultado. Compare el número de iteracionesusados en Jacobi y Gauss-Seidel.

• Resuelva, usando Gauss-Seidel, el sistema no lineal:3x2-y2=0

3xy-x3-1=0Tome como aproximación inicial el vector x=(1/2,3/4)T.



Planificación Semana

TEMASFECHAS

CLAVE



ESQUEMAS ELECTRICOS Y ELECTRÒNICOS

Semana 1 • ESQUEMAS ELECTR NICOS 6-7-8-Agosto

Semana 2

1. ESQUEMAS ELECTRÓNICOS

14-15- Agosto

Semana 320-21-22-Agosto

Semana 4

• PROGRAMAS APLICADOS A LA SIMULACIÓN Y

ELABORACIÓN DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS . 27-28-29-

Agosto

Semana 5

• CIRCUIT NABER

3-4-5-

setiembre

Semana 610-11-12-

Setiembre

Semana 7 • TRAXMAKER 17-18-19-setiembre

Semana 8

• MULTISIM

24-26-27

Setiembre

Semana 91-2-3-Octubre

Semana 10

• HERRAMIENTAS DE MODELADO Y ANÁLISIS

MATEMÁTICO

• MATLAB

8-9-10-Octubre

Semana 11

• MATLAB

15-16-17-Octubre



Semana 14

- POTENCIA.

- Parcial 3

6- 7 - deNoviembre



Semana 15• DISEÑO ELÉCTRICO 12-13 -14

Semana 16• DISEÑO ELÉCTRICO

19-20-21

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