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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
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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
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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
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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
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• 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.
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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.
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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=_________
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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.
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2. Investigar porque es importante determinar la impedancia de entrada del multímetro enla medición de corriente.
PRACTICA 3 (AC)
Nombre:________________________________________________ Grupo:__________Escuela:__________________________________________________________________Circuitos Básicosi.
4. Realizar el siguiente diagrama en el programa circuit maker.
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?
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2. Cuál es el valor de Vrms y I(rms) de la fuente?
PRACTICA 4 (AC)Nombre:________________________________________________ Grupo:__________Escuela:__________________________________________________________________Circuitos Básicosi.
1. Realizar el siguiente diagrama en el programa circuit maker.
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?
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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
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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
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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
∅ Cable= 4 mm^2 PIA = 20 A
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
∅ Cable= 6 mm^2 PIA = 30 A
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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
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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
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• 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
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• 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.
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Planificación Semana
TEMASFECHAS
CLAVE
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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 1222-23-24-Octubre
Semana 1329-30-31-Octubre
Semana 14
- POTENCIA.
- Parcial 3
6- 7 - deNoviembre
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Semana 15• DISEÑO ELÉCTRICO 12-13 -14
Semana 16• DISEÑO ELÉCTRICO
19-20-21