Programación Ingeniería Mecánica UPB: Grupo 1510 09

Nombres

Andres C. Camargo - Estudiante de Ingeniería Mecánica

Jose V. Brito - Estudiante de Ingeniería Mecánica

Santiago Valencia Aguirre - Estudiante de Ingeniería Mecánica

Resumen

En el proyecto se quiere dar a conocer los factores por los cuales una línea de transmisión podría presentar perdidas y para rectificar y mejorar la eficiencia de los factores de transmisión existen una serie de fórmulas para el hallazgo del mejor material de conducción. Para facilitar al usuario un material adecuado se implementó un código con una interfaz atractiva y sencilla en matlab que con solo suministrarle los valores iniciales ya sean las longitudes y constantes de perdida, permisividad y otros valores que son suministrados por los fabricantes de los materiales conductores y de aislantes así como también n la frecuencia a la cual se someterían te dará el material adecuado para tu línea de transmisión

Abstrat

In the project aims to raise awareness of the factors by which a transmission line losses and could present to rectify and improve the efficiency of transmission factors there are a number of formulas for finding the best conducting material. To facilitate the user with a suitable material code was implemented with an attractive and simple interface in matlab that just supply the initial values and are the lengths and constant loss, permissiveness and other values which are supplied by the manufacturers of the conductive materials and insulation as well as the frequency n which would undergo will give the right material for your transmission line

Introducción

Una línea de transmisión es una estructura material utilizada para dirigir la transmisión de energía en forma de ondas electromagnéticas, comprendiendo el todo o una parte de la distancia entre dos lugares que se comunican. La población del país aumenta cada día, el desarrollo y el progreso producen incrementos en la cantidad de energía que necesita el consumidor. También crecen todas las actividades económicas de la población, tales como la industria, el comercio, el alumbrado público y el turismo. Por esa razón, cada cierto periodo de tiempo es necesario incrementar tanto la cantidad de energía producida como la capacidad de los sistemas para su transmisión y distribución. Para optimizar el proceso de transmisión es necesario tener en cuenta para quien o para que es necesario su construcción, como se va a construir y sobretodo los materiales empleados para que haya una mejor conducción con la menor perdida posible, optimizando costos y materiales que no solo beneficiaría a aquellos que van a implementar las líneas de transmisión sino también al usuario quien es el fin último por las que se instalan las líneas de transmisión.

Modelo matemático

Ecuación que determinan la profundidad de penetracion

$l={\sqrt {\frac {2}{\omega \cdot \mu \cdot \sigma c}}}$ (1)

Si la profundidad de penetracion es mayor a la profundidad del cable es baja frecuencia, sino es alta frecuencia

Ecuaciones para la baja frecuencia

Inductancia

$L={\frac {\mu }{\Pi }}\left\lfloor {\frac {1}{4}}+\cosh ^{-1}\left({\frac {d}{2a}}\right)\right\rfloor$ (2)

Resistencia

$R={\frac {2}{\sigma c*\Pi *a^{2}}}$ (3)

Capacitancia

$C={\frac {\Pi *\varepsilon r}{\cosh ^{-1}\left({\frac {d}{2a}}\right)}}$ (4)

Conductancia

$G={\frac {\Pi *\sigma d}{\cosh ^{-1}\left({\frac {d}{2a}}\right)}}$ (5)

Ecuaciones para la alta frecuencia inductiva

Inductancia

$L={\frac {\mu }{\Pi }}\cosh ^{-1}\left({\frac {d}{2a}}\right)$ (6)

Resistencia

$R={\frac {1}{\Pi *a*l*\sigma c}}$ (7)

Capacitancia

$C={\frac {\Pi *\varepsilon o*\varepsilon r}{\cosh ^{-1}\left({\frac {d}{2a}}\right)}}$ (8)

Conductancia

$G={\frac {\Pi *\sigma d}{\cosh ^{-1}\left({\frac {d}{2a}}\right)}}$ (9)

Modelo físico

Lineas de transmision

Una línea de transmisión es una estructura material de geometría uniforme utilizado para transportar eficientemente la energía de radiofrecuencia desde un punto a otro; como puede ser de un equipo de transmisión a otro, de un transmisor a la antena. Son aquellos medios de transmisión con soporte físico, susceptibles de guiar ondas electromagnéticas en modo TEM (modo transversal electromagnético). Un modo TEM se caracteriza por el hecho de que tanto el campo eléctrico, como el campo magnético que forman la onda son perpendiculares a la dirección en que se propaga la energía; sin existir, por tanto componente de los campos en la dirección axial (dirección en que se propaga la energía).

Para que existan propagación energética en modo TEM, es necesario que existan al menos dos conductores eléctricos y un medio dieléctrico entre ambos que puede incluso ser aire o vacío. Ejemplos de líneas de transmisión son el cable bifilar, el cable coaxial

Cable bifilar

Un cable bifilar es una línea de transmisión en la cual la distancia entre dos conductores paralelos es mantenida constante gracias a un material dieléctrico.

los cables bifilares son utilizados como líneas de transmisión simétricas entre una antena, y un transmisor o receptor. su principal ventaja reside en que las líneas de transmisión simétricas tienen pérdidas un orden de magnitudes menores que las líneas de transmisión coaxiales. los cables bifilares a dieléctrico sólido sufren cambios en su impedancia cuando se deposita hielo o lluvia sobre ellos. para evitar la influencia de estos cambios meteorológicos, algunos modelos presentan agujeros en el dieléctrico, lo que equivale a reemplazarlo por aire como dieléctrico.

Cable coaxial

El cable coaxial,es un cable utilizado para transportar señales eléctricas de alta frecuencia que posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado núcleo, encargado de llevar la información, y uno exterior, de aspecto tubular, llamado malla, blindaje o trenza, que sirve como referencia de tierra y retorno de las corrientes. Entre ambos se encuentra una capa aislante llamada dieléctrico, de cuyas características dependerá principalmente la calidad del cable. Todo el conjunto suele estar protegido por una cubierta aislante

El conductor central puede estar constituido por un alambre sólido o por varios hilos retorcidos de cobre; mientras que el exterior puede ser una malla trenzada, una lámina enrollada o un tubo corrugado de cobre o aluminio. En este último caso resultará un cable semirrígido

Conductividad sigma de algunos de los principales conductores

Valores comunes de la constante dielectrica o permitividad relativa y de la tangente de perdidad de algunos de los materiales aislantes tipicos

Solución problema

Como la solución de este proyecto de líneas bifilares será mostrado en una aplicación en el OS Android para móvil el cual es nuestro reto realizar un código compatible con Android, para poder realizar lo dicho anteriormente se realizara un código con la herramienta Matlab la cual se hará con unos condicionales y la implementación de las fórmulas de alta y baja frecuencia, luego se tendrá que hacer una conversión del código en Matlab a C la cual se realizara en con las apelaciones del software matemático utilizado para la solución de las ecuaciones las cuales son Matlab Coder, después de tener el código en el software de programación C, se realiza una importación de códigos a la aplicación para desarrolladores de Android la cual se llama Android NDK que sirve de de compilador de códigos C en Android, para tener la app corriendo en los celulares se utiliza Android Studio que genera le ejecutable con la extensión .apk

Conclusiones

Esencialmente un sistema de transmisión permite transmitir y o recibir información. Los componentes y las características del sistema determinan que tipo de información, esta pude ser transmitida o recibida de manera alámbrica o inalámbrica. El mundo actual podemos encontrar que hay líneas transmisión para información o energía, que se transmiten mediante diversos tipos de medios de difusión como pueden ser línea bifiliar, de cobre, coaxial, fibra óptica, alámbrica o inalámbrica. En nuestro caso en particular decidimos implementar las fórmulas para determinar la mejor combinación de elementos y asegurar una óptima transmisión sin afectar la frecuencia, la rapidez y la fidelidad de la información.

Esto muy importante para el desarrollo de nuestra sociedad, ya que con el crecimiento de cada población es necesaria aumentar la cantidad de energía como la capacidad de transmisión y distribución. Con este programa lo que se quiere es agilizar en parte, el proceso de construcción de las redes de transmisión, escogiendo los mejores materiales que optimicen la frecuencia para no tener pérdidas en la transmisión.

Referencias

• http://www.qsl.net/xe3rlr/lineasabiertas.htm

• Rodolfo Neri Vela - Lineas de transmisión

• http://blog.openalfa.com/como-utilizar-codigo-cc-en-una-app-android

• http://academiaandroid.com/android-studio-importacion-proyectos-eclipse-otras-caracteristicas-destacadas/

• http://www.mathworks.com/videos/matlab-to-c-made-easy-82035.html?form_seq=conf756&elqsid=1430497590902&potential_use=Student&country_code=CO

• http://es.androids.help/q12562