ElectroacústicaAnalogías
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Analogías
1. Objetivo General:
Conocer el software de aplicación ANALOGIAS, que es un
simulador/analizador de analogías electromecánicas.
2. Objetivos Específicos:
Realizar un tutorial del software de aplicación ANALOGIAS, para
que cada lector pueda realizar diversas tareas y proyectos
utilizando ANALOGIAS de una manera sencilla y práctica.
Analizar circuitos mecánicos y eléctricos equivalentes, mediante
el software de aplicación ANALOGIAS. Tambien ver cada una d e
las combinaciones.
3. Aspectos Teóricos:
Circuito de N orden:
El orden de un circuito es determinado por el orden de la
ecuación diferencial que representa al mismo, también se
pueden determinar el orden de un circuito por los elementos
reactivos que se encuentran en este.
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Circuito RL:
El circuito RL a ser analizado es el siguiente:
R
V L
Para plantear la ecuación diferencial del circuito RL, ley de
tensiones de Kirchoff:
v (t)=V R+V L
v (t )=Ri ( t )+L ˙i(t )
v (t )=(R+LD) i(t)
i(t)H=Co e−RLt
i(t)H=Co e−tτ →τ= L
R, τ=constantedel tiempo inductiva
→v ( t )=V⇒ ip=K
V=RK+L K̇
iP=VR
i (t )=i p+i(t)H
i (t )=VR
+Coe−tτ
→i (0 )=0⇒Co=−VR
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i (t )=VR
(1−e−tτ ) [A ]…(1)
Circuito RC:
El circuito RC a ser analizado es el siguiente:
0
VC
R
Para plantear la ecuación diferencial del circuito RC, ley de
tensiones de Kirchoff:
v (t)=V R+V C
v (t )=Ri (t )+ 1C∫ i ( t )dt
˙v (t)=R ˙i (t )+ 1Ci(t )
˙v (t)=(RD+ 1C
)i(t )
i(t)H=Co e−1RCt
i(t)H=Co e−tτ →τ=RC , τ=constantedel tiempo capacitiva
→v ( t )=V⇒ ip=K
V=RK+ 1C∫ Kdt
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iP=0
i (t )=i p+i(t)H
i (t )=Co e−tτ →i (0 )=V
R⇒Co=
VR
i (t )=VRe
−tτ [A ]…(2)
Circuito RLC:
El circuito RLC a ser analizado es el siguiente:
0
C
R
LV1V dc
Para plantear la ecuación diferencial del circuito RLC, ley de
tensiones de Kirchoff:
u(t )=V R+V L+V C
u(t )=Ri (t )+L ˙i(t)+ 1C∫ i ( t )dt
δ (t)=R ˙i (t )+L ¨i(t)+ 1Ci(t )
1=R [ sI ( s )−i (0 ) ]+L [ s2 I ( s)−si (0 )− ˙i (0 ) ]+ 1CI (s )
1=RsI (s)+Ls2 I (s )+ 1CI (s )
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1=(Ls2+Rs+ 1C
)I (s)
I (s )=
1L
s2+RLs+
1LC
I ( s )=
1L
(s+ R2L )
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+ 1LC
− R2
4 L2
… (3)
4. Aspectos Prácticos:
La realización del laboratorio se la hizo siguiendo los siguientes pasos:
Para iniciar ANALOGIAS, vamos al botón inicio y seleccionamos
el programa ANALOGIAS. Aparece la ventana escritorio (desktop
o principal) que contiene la barra de menús y de herramientas.
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Para crear un nuevo esquema, click en nuevo esquema.
Se está en la ventana donde se puede crear circuitos mecánicos para simular y analizar analogías electromecánicas.
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Se está en la ventana donde se escoge un archivo que contiene
un circuito mecánico para simularlo y analizarlo mediante
analogías electromecánicas.
Para salvar un esquema trabajado, click en salvar.
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Se está en la ventana donde se guarda un archivo que contiene
un circuito mecánico.
Para cerrar un esquema trabajado, click en cerrar
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Para imprimir un esquema trabajado, click en imprimir.
Para ayuda sobre el software de aplicación ANALOGIAS, click en
ayuda.
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Se está en la ventana ayuda que es un tutorial sobre el software
de aplicación ANALOGIAS.
Para crear circuitos mecánicos para simular y analizar analogías
electromecánicas, click en solo una de las herramientas
marcadas.
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Para ver un esquema eléctrico de movilidad equivalente al
circuito mecánico, click en movilidad.
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Para ver un esquema eléctrico de impedancia equivalente al
circuito mecánico, click en impedancia.
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Para exportar un esquema trabajado a Pspice, click al botón
archivo y click al botón exportar Pspice. Aparece la ventana
exportar fichero a Pspice .
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SIMULACIÓN Y ANALISIS EN ANALOGIAS DE CIRCUITOS:
Circuito RL:
Circuito mecánico
Circuito equivalente eléctrico de movilidad:
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Circuito equivalente eléctrico de movilidad
Tensiones y corrientes sobre y en R1 Y L1:
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Circuito equivalente eléctrico de movilidad
Tensiones y corrientes sobre y en R1, L1 y C1
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Circuito equivalente eléctrico de impedancia:
El primer ejercicio en clase fue el siguiente esquema que dio
como resultado un circuito RLC en paralelo:
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Circuito equivalente eléctrico de movilidad:
Tensiones y corrientes sobre C1, R1, L1, G1:
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Circuito equivalente eléctrico de impedancia:
El segundo ejercicio en clases fue el siguiente:
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Circuito equivalente eléctrico de impedancia:
El tercer ejemplo hecho en clase fue el siguiente:
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Circuito equivalente eléctrico de movilidad:
Tensiones y corrientes sobre C2, L1, R2, G1:
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Circuito equivalente eléctrico de impedancia:
5. Conclusiones:
Para finalizar con este laboratorio, se ha llegado a la conclusión
siguiente: Se aprendió a manejar el software de aplicación ANALOGIAS,
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realizando un tutorial paso a paso sobre la administración elemental
del mismo.
Se convirtieron circuitos mecánicos en circuitos eléctricos con el
software de aplicación ANALOGIAS. En estos circuitos eléctricos se
simularon y analizaron las tensiones y corrientes sobre y en los
componentes electrónicos. Fueron analizados y simulados los circuitos
RL, RC y RLC.
6. Bibliografía:
Antonio Rodríguez Rodríguez. Electroacústica (Tomo 1).
Editorial: Departamento de publicaciones de la E.U.I.T. de
Telecomunicación. UPM, 1982.
Leon O. Chua; Pen-Min Lin. Computer-Aided analysis of
electronic circuits. Algorithms and computational techniques.
Editorial:Prentice-Hall, 1975.
Adrian Ioinovici. Computer-Aided analysis of active circuits.
Editorial: Marcel Dekker, 1990.