Clase del viernes, 12 de abril del 2019
En esta clase, aprendimos como poder usar condicionales en la programacion C++, el condicional usado era " If - else".
VEREMOS 5 TEMAS DISTINTOS RELACIONADAS A NUESTRA CARRERA, ASÍ PODER APRENDER MÁS, LUEGO A UNO DE ESOS LE APLICAREMOS LAS CONDICIONALES EN LA PROGRAMACIÓN C++
TEMA N°1
¿Qué son los armónicos?
Con la instalación masiva de equipos a base de electrónica de potencia (ordenadores, variadores de velocidad, onduladores…), la mayoría de los usuarios se enfrenta a la presencia de armónicos en las redes de distribución eléctrica.
Toda red eléctrica está comprendida por una determinada cantidad de cargas. Cuando la corriente que atraviesa una carga tiene la misma forma que la tensión, esta cargase denomina lineal; por contra, cuando la forma de la corriente no se corresponde con la forma de la tensión, la carga se denomina no lineal.
Lo que provoca la deformidad de la señal, es la presencia de armónicos.
Las corrientes armónicas son los componentes similares de una corriente eléctrica periódica descompuesta en la serie de Fourier. Los armónicos tienen una frecuencia que es múltiplo (2, 3, 4, 5, … n) de la frecuencia fundamental (50 ó 60 Hzen las redes eléctricas).El número “n” determina el rango de la componente armónica. Se denomina “armónico del rango n” ala componente armónica del rango correspondiente a “n” veces la frecuencia de la red. Ejemplo: para una frecuencia fundamental de 50 Hz,el armónico de rango 5 presentará una frecuencia de 250 Hz.
Los armónicos de rango par (2,4, 6, 8…) no suelen estudiarse en los entornos industriales porque se anulan gracias a la simetría de la señal alterna. Sólo se tienen en cuenta en presencia de una componente continua.Por contra, las cargas no lineales monofásicas tienen un espectrorico en componentes armónicas de rango impar (3, 5, 7, 9…), algo que también sucede en las cargas trifásicas conectadas en triángulo,salvo porque estas últimas no tienen componentes de rango 3.
Además del rango, los armónicos se clasifican según su amplitud (indicada en % con respecto a la fundamental)y su paridad (par o impar).
TEMA N°2
FASORES EN CORRIENTE ALTERNA
Representación fasorial
La corriente alterna se puede representar con una flecha girando a velocidad angular ω. Este elemento recibe el nombre de fasor y se representa como un número complejo.
Su longitud coincide con el valor máximo de la tensión o corriente (según sea la magnitud que se esté representando). También se utiliza el valor RMS en lugar del valor máximo (ver transformación a fasores). En ese caso habría que dividir el valor máximo por raíz de 2.
El ángulo (corrimiento de la señal sobre el eje horizontal) representa la fase. La velocidad de giro ω está relacionada con la frecuencia de la señal.
En muchas ocasiones, las tensiones y las corrientes de circuitos con corriente alterna presentan desfasajes entre sí (corrimientos horizontales). En los diagramas fasoriales esto se representa con un ángulo entre los fasores. En el ejemplo siguiente hay dos señales desfasadas 90° y a la izquierda de las mismas se pueden ver los dos fasores con un ángulo de 90 grados entre sí.
En un diagrama fasorial quedarían representadas de la siguiente manera:
Al igual que los números complejos, los fasores pueden estar representados en forma binómica o polar (también existen otras como la trigonométrica y la exponencial). En algunos casos nos conviene una forma de expresarlos y en otros casos será más simple hacer cuentas con la otra forma.
Forma Polar
Los fasores pueden describirse matemáticamente en forma polar, es decir como un módulo y un ángulo. A continuación vamos a ver un ejemplo de cómo indicar una tensión alterna con un fasor.
Supongamos que tenemos la siguiente expresión de tensión:
La expresión anterior se puede representar como un fasor indicando la tensión máxima (15 V en el ejemplo) y el ángulo de desplazamiento (30° en el ejemplo). En forma polar, la tensión anterior queda representada por el siguiente fasor:
Gráficamente lo podemos ver de la siguiente forma
Forma Binómica o Rectangular
Otra forma de expresar a un fasor, es la forma binómica, es decir como: a + j b siendo a la parte real y b la parte imaginaria.
La señal del ejemplo anterior la podemos expresar en base a sus componentes rectangulares como:
Gráficamente nos queda el diagrama de la siguiente manera:
Conversión de fasores
Es posible convertir fácilmente un fasor de la forma polar a la forma binómica y viceversa. Para ello se utilizan los mismos conceptos que para convertir números complejos entre ambas formas de representación.
TEMA N°3
Oscilación Forzada
Las oscilaciones forzadas resultan de aplicar una fuerza periódica y de magnitud constante (llamada generador G) sobre un sistema oscilador (llamado resonador R). En esos casos puede hacerse que el sistema oscile en la frecuencia del generador (ƒg), y no en su frecuencia natural (ƒr). Es decir, la frecuencia de oscilación del sistema será igual a la frecuencia de la fuerza que se le aplica. Esto es lo que sucede por ejemplo en la guitarra, cuando encontramos que hay cuerdas que no pulsamos pero que vibran "por simpatía".
Debe tenerse en cuenta que no siempre que se aplica una fuerza periódica sobre un sistema se produce una oscilación forzada. La generación de una oscilación forzada dependerá de las características de amortiguación del sistema generador y de las del resonador, en particular su relación.
TEMA N°4
Circuito RLC
Un circuito RLC es un circuito eléctrico que consiste de una resistencia (R), un inductor (L) y un condensador (C), conectados en serie o en paralelo.
El nombre del circuito se deriva de las letras en inglés que se utilizan para denotar los componentes constituyentes de este circuito, donde la secuencia de los componentes puede variar según el RLC.
El circuito forma un oscilador armónico para la corriente y resuena de forma similar a un circuito LC (o circuito resonante).
La introducción de la resistencia aumenta la disminución de estas oscilaciones, lo que también se conoce como dumping o amortiguación.
La resistencia también reduce la frecuencia resonante máxima. Alguna resistencia es inevitable en los circuitos reales, incluso si una resistencia no se incluye específicamente como componente.
Un circuito LC ideal existe solo en el dominio de la superconductividad.
Los circuitos RLC tienen muchas aplicaciones como circuitos osciladores. Los receptores de radio y los televisores los utilizan para sintonizar y así seleccionar un rango de frecuencias estrecho de las ondas de radio ambiente. En esta función, el circuito a menudo se denomina circuito sintonizador.
Un circuito RLC puede usarse como un filtro de paso de banda, filtro de parada de banda, filtro de paso bajo o filtro de paso alto. La aplicación de ajuste, por ejemplo, es un ejemplo de filtrado de paso de banda. El filtro RLC se describe como un circuito de segundo orden, lo que significa que cualquier voltaje o corriente en el circuito se puede describir mediante una ecuación diferencial de segundo orden en el análisis del circuito.
Los tres elementos de circuito, R, L y C, se pueden combinar en varias topologías diferentes. Los tres elementos en serie o los tres elementos en paralelo son los más simples en concepto y los más sencillos de analizar.
Sin embargo, existen otros arreglos, algunos de importancia práctica en circuitos reales. Un problema frecuente es la necesidad de tener en cuenta la resistencia del inductor. Los inductores se construyen típicamente a partir de bobinas de alambre, cuya resistencia generalmente no es deseable, pero a menudo tiene un efecto significativo en el circuito.
Circuito RLC en serie.
Circuito RLC en paralelo.
TEMA N°5
RESONANCIA
La resonancia eléctrica es un fenómeno que se produce en un circuito en el que existen elementos reactivos (bobinas y capacitores) cuando es recorrido por una corriente alterna de una frecuencia tal que hace que la reactancia se anule, en caso de estar ambos en serie o se haga infinita si están en paralelo. Se dice que un circuito eléctrico se encuentra en resonancia cuando se comporta como resistivo puro.
La corriente es máxima y la tensión en la resistencia está en fase con la tensión de excitación del circuito. Para el caso del circuito RLC serie, la frecuencia angular de resonancia o está dada por donde L es la inductancia y C es la capacitancia del circuito. Por otra parte, el campo magnético generado en la bobina puede estar afectado por distintas causas, entre ellas la cercanía de otra inductancia.
Debemos de conocer las formulas que existen en este tema, y en cada formula aprender el significado de cada variable dada...
NÚMERO 1.-
-Siendo f0 la denominada frecuencia de antirresonancia a la cual la impedancia se hace infinita.
-Donde L es la inductancia de la bobina expresada en henrios y C es la capacidad del condensador expresada en faradios
Ahora mostrare como programar esta formula en C++ usando condicionales.
En este caso tendremos en cuenta que "L" no puede ser cero, en caso lo fuera, no podriamos calcular debido a que sacarle raíz cuadrada al número cero seria imposible.
En esta programación podemos observar a detalle el uso del condicional if-else, dando a entender de que si cumple la condición dada, desarrolle la operación, caso contrario nos de un mensaje de que NO SE PUEDE CALCULAR
NÚMERO 2.-
-Con ésta fórmula podemos saber qué inductancia debe tener la bobina para nuestra radio conociendo la frecuencia de resonancia y el condesador.
En este siguiente caso, tomaremos que C (Capacidad del condensador) y Fo ( Frecuencia de antiresonancia) no pueden ser cero, para que asi pueda desarrollarse, caso contrario sera INDETERMINADO.
En esta programación podemos observar que usamos dos condicionales seguidos, si pasa los dos, podremos desarrollar el ejercicio, caso contrario sera INDETERMINADO.
NÚMERO 3.-
Hallemos la capacidad de un condensador.
-Es el cociente entre la carga de sus placas (Q) y la diferencia de potencial existente entre ellas (U). Q
-C se mide en faradios, Q en culombios y U en voltios.
En esta fórmula, daremos la condición de que "U" sea mayor que cero, para que no resulte INDETERMINADO, y que luego sea MENOR que "Q".
En esta programación seguimos observando el buen uso de dobles condicionales.
NÚMERO 4.-
La magnitud de la fuerza es F = qvB senθ donde θ es el ángulo < 180 grados entre la velocidad y el campo magnético. Esto implica que la fuerza magnética sobre una carga estacionaria o una carga moviéndose paralela al campo magnético es cero.
F = Fuerza recibida por una partícula cargada en movimiento, su unidad en el SI es el newton (N)
v = velocidad que lleva la carga, se expresa en (m/s)
B =inducción magnética del campo, se mide en teslas (T)
θ = ángulo formado por la dirección de la velocidad que lleva la partícula y la inducción magnética.
En esta caso, dentro de la formula tenemos una condición, que el angulo debe ser menor que 180 grados.
En esta programacion, podemos observar que al momento de usar un ángulo, debemos realizar una transformación previa a la formula, incluida tambien en la condición.
Espero que toda esta información les haya servido de mucho.