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SOFTWARE PARA EL CÁLCULO DE CORRIENTE, VOLTAJE Y RESISTENCIA ELÉCTRICA. JOSE LUIS HINOJOSA MEREDITH PEREA Trabajo presentado como requisito de evaluación parcial en la asignatura de electromagnetismo del grupo 04 al profesor LIC. JUAN PACHECO FERNÁNDEZ UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR FACULTAD DE INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS PROGRAMA DE INGENIERÍA SISTEMAS VALLEDUPAR 2016 OBJETIVO GENERAL Desarrollar un software que realice cálculos y facilite la enseñanza de las ecuaciones de voltaje, corriente y resistencias eléctricas del curso de electromagnetismo. METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN Realización del proyecto es debido a la necesidad de facilitar el proceso de aprendizaje sobre las ecuaciones de voltaje, corriente y resistencia eléctrica de la asignatura de Electromagnetismo a través de herramientas computacionales puede resaltar más motivantes para los estudiantes. Para materializar este proyecto se requiere tener conocimiento de los principios de la programación orientada a objetos, y será desarrollado bajo la plataforma visual Basic 2010. El software permitirá al usuario, obtener con mucha facilidad, información de las diferentes ecuaciones sobre voltaje, corriente y resistencia eléctrica que se verán en el curso de electromagnetismo. CONTENIDO DEL SOFTWARE El software tiene como título “CorrienteSoft” el cual es de fácil entendimiento para los estudiantes del curso de electromagnetismo; este software tendrá opciones donde el usuario podrá elegir para consultar la teoría las diferentes ecuaciones sobre voltaje, corriente y resistencia eléctrica que se dan en el curso de electromagnetismo y unos ejemplos sobre cada uno de estos temas. MARCO TEORICO CORRIENTE ELÉCTRICA 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. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio. Una corriente eléctrica, puesto que se trata de un movimiento de cargas, produce un campo magnético, un fenómeno que puede aprovecharse en el electroimán. El instrumento usado para medir la intensidad de la corriente eléctrica es el galvanómetro que, calibrado en amperios, se llama amperímetro, colocado en serie con el conductor por el que circula la corriente que se desea medir. Una corriente de electricidad existe en un lugar cuando una carga neta se transporta desde ese lugar a otro en dicha región. Supongamos que la carga se mueve a través de un alambre. Si la carga q se transporta a través de una sección transversal dada del alambre, en un tiempo t, entonces la intensidad de corriente I, a través del alambre es: 𝑞 𝐼=− 𝑡 Aquí q está dada en culombios, t en segundos, e I en amperios. CORRIENTE CONTINUA Se denomina corriente continua o corriente directa al flujo de cargas eléctricas que no cambia de sentido con el tiempo. La corriente eléctrica a través de un material se establece entre dos puntos de distinto potencial. Su descubrimiento se remonta a la invención de la primera pila voltaica por parte del conde y científico italiano Alessandro Volta. No fue hasta los trabajos de Edison sobre la generación de electricidad, en las postrimerías del siglo XIX, cuando la corriente continua comenzó a emplearse para la transmisión de la energía eléctrica. Ya en el siglo XX este uso decayó en favor de la corriente alterna, que presenta menores pérdidas en la transmisión a largas distancias, si bien se conserva en la conexión de redes eléctricas de diferentes frecuencias y en la transmisión a través de cables submarinos. CORRIENTE ALTERNA Se denomina corriente alterna (AC) a la corriente eléctrica en la que la magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la de una onda senoidal. El sistema usado hoy en día fue ideado fundamentalmente por Nikola Tesla, y la distribución de la corriente alterna fue comercializada por George Westinghouse. La razón del amplio uso de la corriente alterna, que minimiza los problemas de trasmisión de potencia, viene determinada por su facilidad de transformación, cualidad de la que carece la corriente continua. Las frecuencias empleadas en las redes de distribución son 50 y 60 Hz. LEY DE OHM La ley de Ohm, postulada por el físico y matemático alemán Georg Simon Ohm, es una ley de la electricidad. Establece que la diferencia de potencial V que aparece entre los extremos de un conductor determinado es proporcional a la intensidad de la corriente I que circula por el citado conductor. Ohm completó la ley introduciendo la noción de resistencia eléctrica R; que es el factor de proporcionalidad que aparece en la relación entre V I: 𝑽=𝑹∗𝑰 La fórmula anterior se conoce como Fórmula General de la Ley de Ohm, y en la misma, V corresponde a la diferencia de potencial, R a la resistencia e I a la intensidad de la corriente. Las unidades de esas tres magnitudes en el sistema internacional de unidades son, respectivamente, voltios (V), ohmios (Ω) y amperios (A). VOLTAJE La tensión eléctrica o diferencia de potencial o 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 moverla entre dos posiciones determinadas. Se puede medir con un voltímetro.3 Su unidad de medida es el voltio. Tensión en una resistencia Viene dada por la ley de Ohm: 𝑽=𝑹∗𝑰 Tensión en un condensador Dos placas paralelas de un material conductor en un medio aislante eléctrico forman un condensador sencillo. La tensión en un condensador produce un flujo de electrones en donde en una placa queda un exceso de electrones y en la otra falta de ellos, por lo tanto, la ecuación típica es: Si C es constante: RESISTENCIA Es la relación de la diferencia de potencial aplicada a un conductor entre la corriente que pasa por el mismo. 𝑹= 𝑽 𝑰 La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω). Para un conductor de tipo cable, la resistencia está dada por la siguiente fórmula: Resistencia Serie. Dos o más resistencias se encuentran conectadas en serie cuando al aplicar al conjunto una diferencia de potencial, todas ellas son recorridas por la misma corriente. La resistencia equivalente a n resistencias montadas en serie es igual a: Resistencia en paralelo. Dos o más resistencias se encuentran en paralelo cuando tienen dos terminales comunes de modo que al aplicar al conjunto una diferencia de potencial. La resistencia equivalente de una asociación en paralelo es igual a: CAPACITANCIA Un condensador eléctrico, también conocido como capacitor, es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total separadas por un material dieléctrico o por el vacío. El valor de la capacidad de un condensador viene definido por la siguiente fórmula: Los condensadores pueden asociarse en serie, paralelo o de forma mixta. En estos casos, la capacidad equivalente resulta ser para la asociación en serie: Y para la asociación en paralelo: DESRROLLO Y FUNCIONAMIENTO DEL SOFTWARE ‘CORRIENTESOFT’. Este software se desarrollo bajo la plataforma visual basic studio 2010, es una plataforma para sistemas operativos Windows. Soporta múltiples lenguajes de programación tales como C++, C#, Visual Basic .NET, F#, Java, Python, Ruby, PHP; al igual que entornos de desarrollo web como ASP.NET MVC, Django, etc. Figure 1 entorno de desarrollo de visual studio 2010. El software cuenta con un menú en la parte superior, donde el usuario podrá escoger cada uno de los temas de in teres, este menú a su vez cuenta con un me un desplegable, los cuales guiaran al usuario a diferentes formularios con un tema en especifico. Figure 2 menú desplegable y submenú El usuario podrá consultar temas como conceptos y ecuaciones sobre capacitancia, ley de ohm y realizar cálculos de capacitancia y resistencia. En la siguiente imagen podremos observar que al escoger en el menú capacitancia y pulsamos sobre la pestaña concepto podrá apreciar e la definición y ecuaciones de la capacitancia. Figure 3 formulario sobre el concepto de capacitancia y ecuaciones. En la siguiente imagen podremos apreciar que el software permite hacer calculo sobre la capacitancias en serie y en paralelo. Para esto el usuario deberá pulsat en el menú capacitancia, seguido de esto escoger el sub menú capacitancia en serie o capacitancia en paralelo. Figure 4 cálculo de capacitancia en serie. BIBLIOGRAFIA.