“CIRCUITLAB 1.0” HERRAMIENTA SOFTWARE PARA EL CÁLCULO DE INTENSIDADES EN UN CIRCUITO DE

CORRIENTE DIRECTA

“CIRCUITLAB 1.0” HERRAMIENTA SOFTWARE PARA EL CÁLCULO DE

INTENSIDADES EN UN CIRCUITO DE CORRIENTE DIRECTA

GONZALO ALBERTO FRANKLIN GONZALEZ LUIS CARLOS HERRERA PIÑA

YEIMY MABEL MARTÍNEZ TRIANA

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD DE INGENIERÍAS FISICOMECÁNICAS

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

BUCARAMANGA 2008

“CIRCUITLAB 1.0” HERRAMIENTA SOFTWARE PARA EL CÁLCULO DE INTENSIDADES EN UN CIRCUITO DE CORRIENTE DIRECTA

GONZALO ALBERTO FRANKLIN GONZALEZ LUIS CARLOS HERRERA PIÑA

YEIMY MABEL MARTÍNEZ TRIANA

Proyecto del curso Programación en C++

Profesor ING. ELIÉCER PINEDA BALLESTEROS

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD DE INGENIERÍAS FISICOMECÁNICAS

ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

BUCARAMANGA 2008

CONTENIDO

Pág. INTRODUCCIÓN

1. PRESENTACIÓN

1.1. TÍTULO DEL PROYECTO 1.2. AUTORES

2. RESUMEN

3. OBJETIVOS 4. DISEÑO METODOLÓGICO PRELIMINAR

5. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

INTRODUCCIÓN

A través de la historia, el hombre como ser que está en constante evolución

ha puesto a su disposición no sólo los bienes naturales sino también

intelectuales que están a su alcance para el mejoramiento de su calidad de

vida. Es por esto que es necesario crear herramientas que le faciliten el

desarrollo de sus actividades. El ingeniero del siglo XXI está condicionado

día a día a resolver los problemas de la sociedad de la manera más eficaz

posible, es allí donde radica la importancia de la informática, puesto que la

creación de programas de computadora le facilita al ingeniero las

herramientas necesarias para solucionar problemas de una manera más

rápida y de mejor calidad. Mediante este proyecto se pretende desarrollar un

programa de computadora basado en el Lenguaje C++ que le permita al

usuario saber el número de intensidades que circulan en un circuito de

corriente directa y la magnitud da cada una de ellas. Para lo cual se hace

necesario el desarrollo de procesos intelectuales lógicos que permitan crear

el programa basándonos en conocimientos adquiridos en otras asignaturas

ofrecidas por el Plan de Estudios de los programas académicos de

Ingeniería Eléctrica y Electrónica de la Universidad Industrial de Santander

tales como Álgebra Lineal, Electromagnetismo, entre otras. Además será

necesario utilizar todos los conocimientos que se vayan adquiriendo a través

del semestre en la asignatura de Programación en C++, puesto que la idea

de la creación de este proyecto va encaminada hacia el desarrollo de

habilidades que nos permitan crear programas de computadora basados en

el Lenguaje C++ que además podamos aplicar en el transcurso de nuestros

estudios de pregrado, postgrado y de nuestra vida profesional, para con ello

lograr ofrecer mayores beneficios a la sociedad. Se agradece a la

Universidad Industrial de Santander por crear alternativas académicas que

permitan desarrollar la autonomía intelectual y el emprendimiento en el

estudiante de pregrado.

1. DESCRIPCIÓN

1.1. TÍTULO DEL PROYECTO

“CIRCUITLAB 1.0” Herramienta software para el cálculo de intensidades en

un circuito de corriente directa.

1.2. AUTORES

YEIMY MABEL MARTÍNEZ TRIANA.

GONZALO ALBERTO FRANKLIN GONZALEZ.

LUIS CARLOS HERRERA PIÑA.

2. RESUMEN

Uno de los retos del ingeniero de hoy es ser un profesional competitivo, esto

implica que el ingeniero de hoy tiene que ser más ágil y eficaz, además su

trabajo debe ser de buena calidad para que pueda cumplir con los

estándares exigidos y así triunfar en su vida laboral, es por esto que es

necesario que se actualicé con el mundo tecnológico e informático para que

pueda utilizar todos los medios que le faciliten cumplir con la exigencias

requeridas en el mundo industrial. Uno de los medios que le facilitan su

trabajo son sin duda alguna las calculadoras, la cuales tienden a ser muy

utilizadas en entornos técnicos y profesionales, las principales marcas

fabricantes son: Casio, Hewlett-Packard y Texas. Este tipo de tecnología

utiliza la programación y es por esto que pretendemos crear un programa

similar al que utilizan estas calculadoras pero basándonos en Lenguaje C++

y con una aplicación específica a la Ingeniería Eléctrica y Electrónica que es

el cálculo de intensidades en un circuito de corriente directa. El análisis de

los circuitos eléctricos simples que contienen diversas combinaciones de

baterías, resistores y capacitores se hace mediante una serie de leyes

basadas en Física tales como: la Ley de Ohm, que relaciona la diferencia de

1

voltaje (V), intensidad (I) y la resistencia (R) así: V=I*R y las Leyes de

Kirchhoff que a su vez se descompone en dos leyes más: llamadas la Ley de

Mallas que enuncia que “la suma de las tensiones o voltajes alrededor de un

circuito cerrado o malla de una red eléctrica es cero” y la Ley de Nodos que

enuncia “la suma algebraica de las corrientes entrantes a un punto de unión

o nodo de una red eléctrica es igual a la suma algebraica de las corrientes

salientes de dicho nodo”. Usualmente al aplicar estas leyes en un circuito

cualquiera podríamos obtener tantas corrientes como nodos halla en el

circuito, es por eso que para un circuito simple se obtendrían al menos tres

corrientes y sería necesario establecer tres ecuaciones he allí donde radica

el problema porque sería muy tedioso y poco eficaz para un ingeniero

resolver este sistema de ecuaciones por métodos algebraicos como Gauss-

Jordán o la Regla de Cramer en los cuales es muy fácil equivocarse sobre

todo si son sistemas de ecuaciones muy grandes, es decir de 20 ecuaciones

con 20 corrientes (incógnitas), es por eso que nace la necesidad de crear

algoritmos y programas que permitan que el ingeniero solucione estos

problemas de manera muy fácil y que lo hagan un profesional más

competitivo. Durante el transcurso de este semestre académico en la

asignatura de Programación en C++ se han adquirido los conocimientos

necesarios para crear algoritmos modelados mediante diagramas de flujo

que nos permitirán diseñar programas que cumplan con todos los

requerimientos necesarios para darle solución a todos los problemas

planteados anteriormente y así poder crear “CIRCUITLAB 1.0 ®”.

Para crear “CIRCUITLAB 1.0 ®” es necesario tener en cuenta que debemos

utilizar algoritmos basados en los métodos algebraicos ya mencionados, es

por eso que el trabajo en clase junto con los conocimientos previos de

asignaturas como Álgebra Lineal y Electromagnetismo serán indispensables

en el transcurso de la realización de este proyecto. Sin embargo son los

conceptos vistos en clase como: lógica, algoritmo, variables, constantes,

2

operadores, decisión, ciclos, arreglos, vectores y matriz junto con los

ejercicios realizados en clase y en horario extra clase los que nos darán las

herramientas necesarias para ir paso a paso solucionando las dificultades

que se nos presenten en la creación del programa. Se espera que al finalizar

el semestre académico “CIRCUITLAB 1.0 ®” sea una realidad y que la

creación del mismo nos dé los conocimientos necesarios para aprender a

programar en el Lenguaje C++. No obstante también pueda ser utilizado por

el estudiante y el profesional para que sea una ayuda en resolución de

problemas en el campo de la Ingeniería Eléctrica y Electrónica.

3

3. OBJETIVOS

3.1. OBJETIVO GENERAL

Interpretar todos los conocimientos adquiridos durante el semestre

académico en la asignatura de Programación en C++ mediante la creación

de un programa que calcule las corrientes que fluyen a través de un circuito

de corriente directa utilizando el Lenguaje C++ de programación y que a su

vez, permita demostrar nuestras aptitudes en el campo de la investigación y

el trabajo en equipo.

3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Comprender todos y cada uno de los conceptos relacionados a la

programación tales como: lógica, algoritmo, variables, constantes,

operadores, decisión, ciclos, arreglos, vectores y matriz.

Diseñar algoritmos y diagramas de flujo para facilitar la creación de

programas que se requieran para llevar a cabo la creación de

“CIRCUITLAB 1.0 ®” mediante operadores lógicos.

Analizar las características del Lenguaje C++ como lenguaje de

programación y relacionarlo con otros tipos de lenguajes de

programación.

Emplear distintos tipos de software como: DFD, DFC y Visual c++ 0.8

para ilustrar los distintos programas que se necesiten utilizar para llevar a

cabo este proyecto.

Aplicar conceptos vistos en otras asignaturas con el fin de crear un

programa relacionado con las carreras de los autores y que a su vez sirva

4

como ayuda para los mismos en otras asignaturas y en su desempeño

profesional.

Proponer y discutir distintos diseños de programas y a su vez escoger el

que mejor se ajuste a las necesidades del usuario, apoyado por su

rapidez, utilidad y practicidad.

Construir los programas propuestos y seleccionados que aporten a la

creación de “CIRCUITLAB 1.0 ®”.

Evaluar el trabajo realizado con el propósito de mejorar lo que se necesite

en lo posible para que sea más rápido, útil y práctico, además de

agregarle más aplicaciones para la comodidad del usuario.

5

4. DISEÑO METODOLÓGICO PRELIMINAR

Basados en los conocimientos adquiridos a lo largo de los cursos vistos del

Plan de Estudios de las ingenierías Eléctrica y Electrónica y contando con

conceptos preliminares de Álgebra Lineal, Electromagnetismo y

Programación en C++, se pretende bosquejar un diseño metodológico,

estructurado en las siguientes fases:

FASE DE PLANEACIÓN: Espacio dedicado a la selección del

problema a solucionar, en donde se planteó la creación de

“CIRCUITLAB 1.0 ®” y se realizó el esquema del presente

anteproyecto.

FASE DE CONSULTA: Consta de una serie de consultas efectuadas

por parte de los autores, en donde se pretende encontrar las

suficientes bases teóricas y conceptuales que permitan una óptima

creación de “CIRCUITLAB 1.0 ®” y aclaren las dudas encontradas a lo

largo de su ejecución, para lo cual será indispensable contar con

medios como la internet, libros, apoyo por parte del docente del curso

de Programación en C++, entre otros.

FASE DE BOSQUEJO: Basados en los conocimientos previamente

adquiridos y la temática consultada se procederá a realizar un

bosquejo preliminar de “CIRCUITLAB 1.0 ®”, en el cual se

establecerán claramente los elementos a utilizar y se asignará a los

autores un rol o papel en la creación de “CIRCUITLAB 1.0 ®”.

FASE DE DISEÑO Y EJECUCIÓN: Una vez determinado el rol que

cada autor desempeñará y los elementos a utilizar, se procederá a

diseñar el algoritmo del programa, seguido de su respectiva

implementación en el Lenguaje C++.

FASE DE PRUEBA: Luego de la implementación de “CIRCUITLAB 1.0

®” en C++, se realizará la respectiva prueba en la máquina o

computadora para evaluar de manera decisiva su funcionalidad,

practicidad, entre otros elementos; al igual que se adelantará un

análisis para encontrar las posibles mejoras que se pudiesen efectuar

para optimizar “CIRCUITLAB 1.0 ®”.

FASE DE TERMINADO: Con los resultados obtenidos en la fase de

prueba se implementaran las mejoras necesarias para perfeccionar

“CIRCUITLAB 1.0 ®”, dándole los toques finales. Logrando así hacer

que “CIRCUITLAB 1.0 ®” sea una realidad funcional y práctica de

excelente calidad.

FASE DE EVALUACIÓN Y SUSTENTACIÓN: En esta fase estará

comprendida la sustentación de “CIRCUITLAB 1.0 ®” ante el docente

del curso de Programación en C++ y la evaluación del respectivo

programa.

5. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES

FECHA ACTIVIDAD

2008 Dic. 18 al 30 Fase de Planeación

2009

Ene. 2 al 14 Fase de Consulta

Ene. 15 al 20 Fase de Bosquejo

Ene. 21 a Feb. 9 Fase de Diseño y Ejecución

Feb. 9 Fase de Prueba

Feb. 10 al 13 Fase de Terminado

Feb Fase de Evaluación y Sustentación

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

OMAR IVÁN TREJOS BURITICA, 1999, La esencia de la lógica de

programación, obra editorial papiro (Pereira), documento formato PDF.

FRANCISCO JAVIER CEBALLOS, 2004, C/C++ Curso de

programación, 2ª edición, editorial Alfaomega RA-MA México DF,

CC31/E2/R1/04.

SERWAY, RAYMOND A. Física. Tomo II Editorial Mc Graw Hill.

SEARZ, ZEMANSKY. Física Universitaria. Volumen II. Pearson Mc

Graw Hill.

GROSSMAN, S. I. 1996, Algebra lineal, Quinta edición. Grupo editorial

Iberoamericana.

6