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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL. Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Ticomán. Proyecto de Programación. “Programa que calcule los parámetros eléctricos de un circuito serie, conociendo el voltaje de la fuente y los valores de cada resistencia.” Integrantes: Flores Domínguez Isaac Isaí. García Rojo Marco Gael. Herrera Rangel Héctor Francisco. Rivera Hernández Cristian Iván. Reyes Hernández Maximiliano. Materia: Fundamentos de Programación. Grupo: 1AV1. Profesor: Garduño Mendieta María Estela. 10 de diciembre de 2021. Índice. Introducción. 3 Justificación. 4 Alcance. 5 Marco teórico. 6 Algoritmo 10 Diagrama de flujo. 11 Código fuente. 13 Explicación del código. 15 Demostración (capturas). 16 Cuestionario. 19 Conclusiones. 21 Bibliografía. 23 3 Introducción. Nuestro proyecto que estamos realizando con los conocimientos adquiridos durante todo el curso de Fundamento de Programación I, consiste en un programa encargado de poder calcular los parámetros eléctricos de los tipos de circuito más comunes que hay y con lo que varios de nuestros compañeros ya cuentan con los conocimientos, el circuito en paralelo y el circuito en serie, de los cuales podremos calcular la resistencia eléctrica que estos circuitos tienen conociendo el voltaje de la fuente del circuito, el número de resistencias y la resistencia de estas mismas, lo cual es una forma muy práctica y sencilla de obtener la resistencia total de un circuito sin tener que realizar el procedimiento a mano realizándose de esta forma la operación de forma rápida y sencilla. Este programa que vamos a realizar lo estamos haciendo con los conocimientos que varios de los miembros del equipo tienen con respecto al tema, utilizando las fórmulas de la resistencia de los circuitos en serie y los circuitos en paralelo que ya conocemos e investigamos para complementar la información, lo cual nos permite el desarrollo del código de forma correcta. Dentro de este escrito también encontraremos una breve explicación que tiene que ver con el tema, además de una explicación y posteriormente demostración (con capturas en funcionamiento) de nuestro código fuente, para así realizar algunas conclusiones a las que se llega con todo este proyecto. La importancia que tiene nuestro programa como previamente explicamos de una manera breve, consiste en agilizar operaciones en cierto modo sencillas las cuales suelen tomar un poco de tiempo de realizar por lo mismo de tener que plantear el desarrollo del problema por nosotros mismos, a diferencia de nuestro programa en el cual lo único que se necesita es conocer el voltaje de la fuente, numero de resistencias y la resistencia de cada una de estas, lo cual agiliza los cálculos de esta misma, todo esto tomando en cuenta que el código realizado es sencillo y entendible el cual si el usuario lo desea podría realizar modificaciones en el código fuente del programa para agregarle operaciones, características o apartados. 4 Justificación. Este proyecto está siendo realizado con la intención de desarrollar un programa completo, funcional, sencillo y fácil de usar para que cualquier persona pueda utilizarlo en el momento que este desee. Nuestro proyecto de Fundamentos de Programación tiene como objetivo principal desarrollar un programa el cual será desarrollado en lenguaje C+ el cual sus funciones principales sean las de calcular los parámetros eléctricos de diversos circuitos en serie e igual diferentes circuitos en paralelo siempre y cuando conozcamos el voltaje de la fuente de estos mismos, el número total de resistencias del circuito y los valores de estas mismas para poder aplicar las fórmulas para calcular la resistencia total de un circuito sea paralelo o en serie y así obtener el valor, de esta forma usaremos los conocimientos adquiridos en el transcurso del semestre para desarrollar un código fuente sencillo, completo, funcional y que pueda tener cambios a futuro el cual vamos a escribir de tal forma que nos permita dar las características de los circuitos, que tipo de circuito es, el voltaje de la fuente, el número de resistencias, los valores y que el código pueda realizar las operaciones conociendo estos datos y proyecte los resultados sin error. El programa igual se realiza con la intención de agilizar operaciones en el ámbito eléctrico y electrónico, en específico operaciones sencillas y cortas como calcular la resistencia total de circuitos en serie o paralelos conociendo diversos parámetros de estos mismos agilizando los cálculos y resolviendo las operaciones de una manera rápida y sencilla que cualquiera pueda utilizar y entender, así ahorrando una gran parte del tiempo en resolución de problemas o haciendo los cálculos correspondientes de circuitos que cuenten con resistencias y un voltaje constante. Además dentro de nuestro campo (el aeronáutico), se sabe que se puede encontrar tanto eléctrica como electrónica, por lo tanto este programa serviría como herramienta de trabajo en caso de que se trabaje con ciertos componentes de la aeronave o en su dado caso una posible revisión técnica y así se mantenga en pleno funcionamiento los componentes de la aeronave. 5 Alcance. Realizamos un programa con un código fuente, de tal manera que nos permita calcular los parametros eléctricos de un circuito en serie y de igual forma los de un circuito en paralelo, conociendo diversos datos como el voltaje de la fuente, la cantidad de resistencias y los valores de cada resistencia, de esta forma permitiendo agilizar las operaciones de forma rápida, sencilla y correcta. 6 Marco teórico. ¿Qué es un Circuito en Serie? Se llama circuito en serie a un tipo de circuito eléctrico provisto de un único camino para la corriente, que debe alcanzar a todos los bornes o terminales conectados en la red de manera sucesiva, es decir uno detrás de otro, conectando sus puntos de salida con el de entrada del siguiente. Si lo explicamos con una metáfora hidráulica, tendremos dos o más depósitos de agua dispuestos de manera tal que la tubería de salida de uno es la de entrada del siguiente, y así sucesivamente. Los circuitos en serie suministran a los terminales la misma cantidad de corriente en la misma idéntica intensidad, y provee al circuito de una resistencia equivalente igual a la suma de las resistencias de cada terminal conectado, pero siempre más alta que la mayor de ellas; esto significa que a medida que añadimos terminales, la resistencia incrementa. Elementos de un circuito en serie. Una fuente eléctrica. En donde se origina la energía que se transmite por el conductor. Un conductor. Usualmente elaborado de un material metálico (cobre, etc.) que va desde la fuente hasta los terminales y de vuelta, permitiendo el flujo electrónico que es la electricidad. Terminales o receptores. Que son cada uno de los dispositivos conectados a la red eléctrica, los cuales reciben la corriente y la transforman en otro tipo de energía: lumínica si son bombillas, cinética si son motores, etc. https://concepto.de/corriente-electrica/ https://concepto.de/agua/ https://concepto.de/energia/ https://concepto.de/cobre/https://concepto.de/electricidad-2/ https://concepto.de/energia-luminica/ https://concepto.de/energia-cinetica/ 7 Ejemplo de un circuito en serie: Antiguamente, las luces de navidad con que se adorna el árbol venían en circuitos en serie, lo que hacía más económica su producción, ya que la suma de voltajes de la serie sostenía la tensión eléctrica para hacerlos brillar, pero significaba que al fundirse uno de los pequeños bombillos, toda la red de allí en adelante se interrumpía. Otra aplicación común de estos circuitos se encuentra en ciertas maquinarias de riesgo, que presentan un botón de emergencia para apagarlas. El funcionamiento de ello depende de la interrupción de un circuito en serie normalmente cerrado, que se abre en un punto y le quita a la cadena completa la electricidad, deteniendo la máquina. Fórmulas de un Circuito en Serie: Resistencia: RT=Vn/IT=R1+R2+…Rn Intensidad: IT=V/RT=I1=I2=…=In Voltaje: Vn=Rn*IT=V1+V2+…+Vn ¿Qué es un Circuito en Paralelo? Cuando hablamos de un circuito en paralelo o una conexión en paralelo, nos referimos a una conexión de dispositivos eléctricos (como bobinas, generadores, resistencias, condensadores, etc.) colocados de manera tal que tanto los terminales de entrada o bornes de cada uno, como sus terminales de salida, coincidan entre sí. El circuito en paralelo es el modelo empleado en la red eléctrica de todas las viviendas, para que todas las cargas tengan el mismo voltaje. Si lo entendemos usando la metáfora de una tubería de agua, tendríamos dos depósitos de líquido que se llenan simultáneamente desde una entrada común, y se vacían del mismo modo por un desagüe compartido. Este tipo de circuitos permiten reparar alguna conexión o dispositivo sin que se vean afectados los demás, y además mantiene entre todos los dispositivos la misma exacta tensión, a pesar de que mientras más dispositivos sean más corriente deberá https://concepto.de/navidad/ https://concepto.de/riesgo/ https://concepto.de/voltaje/ https://concepto.de/metafora-2/ https://concepto.de/agua/ 8 generar la fuente eléctrica. Además, la resistencia obtenida de esta manera es menor que la sumatoria de las resistencias del circuito completo: mientras más receptores, menor resistencia. La gran ventaja de los circuitos en paralelo es esa: la independencia de cada estación de la red, cuya posible falla no alteraría en absoluto la diferencia de potencial que hay en los extremos del circuito. Esta es su principal diferencia de uso con los circuitos en serie. Elementos de un circuito en paralelo. Generador. Parte del circuito donde se produce la electricidad, manteniendo una diferencia de tensión entre sus extremos. Conductor. Hilo por donde circulan los electrones impulsados por el generador. Resistencia eléctrica. Son elementos del circuito que se oponen al paso de la corriente eléctrica. Interruptor. Elemento que permite abrir o cerrar el paso de la corriente eléctrica. Si el interruptor está abierto no circulan los electrones y si está cerrado permite su paso. 9 Ejemplo de un circuito en paralelo: Un perfecto ejemplo de un circuito en paralelo lo constituye una lámpara que tenga varias bombillas encendidas al mismo tiempo. En caso de que una de dichas bombillas se funda y deje de operar, el flujo eléctrico no se interrumpirá hacia las otras bombillas, que seguirán brillando. Esto se debe a que cada una posee su propia línea paralela de suministro de energía. Lo mismo ocurre con el cableado eléctrico de nuestras casas: he allí la razón de que podamos tener un enchufe dañado y usar el siguiente de la pared, o tener una lámpara fundida en la sala y poder encender la del cuarto, por ejemplo. Fórmulas de un circuito en paralelo: Los valores totales de un circuito en paralelo se obtienen mediante la suma simple. Las fórmulas para ello son las siguientes: Intensidad: IT=VT/RT=I1+I2+I3+…+In Resistencia: 1/RT=VT/IT=1/R1+1/R2+1/ R3+…+1/ Rn Voltaje. VT=IT*RT=V1=V2=V3=…=Vn https://concepto.de/energia-electrica/ 10 Algoritmo. 1. INICIO. 2. Despliega el menú principal 3. Se pregunta si se quiere calcular los parámetros de un circuito serio o un circuito paralelo, si no se detecta una opción válida nos dirá que ingresemos un valor correcto, para después desplegar de nuevo el menú. 4. Se selecciona el circuito deseado. 5. Se pregunta por el voltaje de la fuente que tiene dicho circuito. 6. Ahora nos pedirá la cantidad y los valores de las resistencias que tendrá nuestro circuito, está petición se repetirá mientras nosotros tengamos resistencias por ingresar. 7. Estos datos se tendrán en cuenta para que nos entregue un menú donde con las operaciones ya realizadas nos dirá los parámetros eléctricos de nuestro circuito, el voltaje, la intensidad de corriente, la resistencia y la potencia del circuito. 8. Por último se cuestiona si se quiere regresar al menú inicial o por el contrario salir y finalizar el programa. 9. FIN. 11 Diagrama de flujo. 12 13 Código Fuente. /*Programa que calcule los parametros eléctricos de un circuito en serie y paralelo, conociendo el voltaje de la fuente y los valores de cada resistencia*/ #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<windows.h> int main () { int op, op2, num, i=1; float resis, vt, it, pt, req, r1, r2; double R, A, V, B=0; INICIO: printf("Ingrese el tipo de circuito que desea calcular\n1.-circuito en serie\n2.-circuito paralelo\n"); scanf("%i", &op); switch(op) { case 1: printf("\n\nEl programa calcula los parametros electricos de un circuito\ncon resistencias en serie, conociendo el voltaje de la fuente\n"); printf("\n\nIngrese el voltaje de la fuente: \t"); scanf("%f", &vt); printf("\n\nIngrese el valor de la primer resistencia: \t"); scanf("%f", &resis); while(resis) { req=resis+req; printf("\n\nIngrese el valor de la siguiente resistencia - cero para terminar-\t"); scanf("%f", &resis); } it=vt/req; pt=vt*it; printf("\n\nLa resistencia equivalente del circuito en serie es:\t%.2f", req); printf("\n\nEl voltaje de la fuente del circuito en serie es:\t%.2f", vt); printf("\n\nLa corriente del circuito en serie es:\t%.2f", it); printf("\n\nLa potencia del circuito en serie es:\t%.2f\n\n", pt); printf("Que desea hacer\n1.-volver al inicio\n2.-salir\n"); scanf("%i", &op2); switch(op2) { case 1: goto INICIO; break; 14 case 2: return 0; break; } break; case 2: printf("\n\nEl programa calcula los parametros electricos de un circuito\ncon resistencias en paralelo, conociendo el voltaje de la fuente\n"); printf("\n\nIngrese el voltaje de la fuente: \t"); scanf("%f", &vt); printf("\n\nIngreseel numero de resistencias en paralelo: \t"); scanf("%i", &num); while(i<=num) { printf("Ingrese el valor de la resistencia: "); scanf("%f", &resis); A=1/resis; B+=A; i++; } req=1/B; it=vt/req; pt=vt*it; printf("\n\nLa resistencia equivalente del circuito en paralelo es:\t%f", req); printf("\n\nEl voltaje de la fuente del circuito en paralelo es:\t%f", vt); printf("\n\nLa corriente del circuito en paralelo es:\t%f", it); printf("\n\nLa potencia del circuito en paralelo es:\t%f\n\n", pt); printf("Que desea hacer\n1.-volver al inicio\n2.-salir\n"); scanf("%i", &op2); switch(op2) { case 1: goto INICIO; break; case 2: return 0; break; } break; default: printf("Ingreso un caracter invalido\n"); goto INICIO; } return 0; } 15 Explicación del código. Lo primero que hace el código es preguntar qué tipo de circuito vamos a utilizar y guarda la opción para posteriormente usarla en un switch con 2 case. En el primer case se realiza para un circuito en serie y lo primero que nos pide el programa es ingresar el voltaje de la fuente, luego nos pide el valor de la primera resistencia y guarda este valor, luego de esto hay un while que lo que hace es que mientras nosotros ingresemos un valor distinto a 0 las resistencias en serie continuaran sumándose con la operación req+=resis; dentro del while. Posteriormente se realizan las operaciones para obtener la corriente total, la potencia total y la resistencia equivalente y luego nos pide ingresar la opción para volver al inicio o salir, esta opción se guarda y se utiliza un switch dentro de este case. En el segundo case se repite lo mismo a diferencia que primero se pide ingresar el numero de resistencias en paralelo luego de esto se guarda el dato y se utiliza un while que nos dice que mientras que i no sea igual al número de resistencias ingresadas esto se repetirá; dentro de este while pido que ingrese el valor de la resistencia y guardo el dato y hago las operaciones y aumento el valor de i, seguido de esto calculo los mismos parametros que en el case 1. 16 Demostración (capturas). 17 18 19 Cuestionario. 1.- ¿Qué es un circuito en serie? Se llama circuito en serie a un tipo de circuito eléctrico provisto de un único camino para la corriente, que debe alcanzar a todos los bornes o terminales conectados en la red de manera sucesiva, es decir uno detrás de otro, conectando sus puntos de salida con el de entrada del siguiente. 2.- ¿Cómo mejorarías el desempeño del programa? Buscando una forma de agilizar el proceso y hacerlo más didáctico. 3.- ¿Para qué otro tipo de circuito realizarías un programa similar? Para circuitos eléctrico, de protecciones eléctricas o de motores. 4.- ¿Cambiarias algo en el diseño actual del código fuente presentado? Por el momento no haríamos cambios en el código. 5.- ¿Que otro tema visto durante el transcurso del semestre te gustaría añadir al código? Poder hacer una lista con la cantidad de resistencias y que salgan sus características de cada una. 6.- ¿Cuál es tu opinión con respecto a la función planteada para el código inicialmente? La idea y el propósito del código es una buena iniciativa y sirve como una solución sencilla y didáctica a problemas de este tipo. 7.- ¿Cuáles son los elementos de un circuito en serie? Una fuente eléctrica, un conductor y terminales o receptores. 8.- ¿Qué es un circuito en paralelo? Conexión de dispositivos eléctricos (como bobinas, generadores, resistencias, condensadores, etcétera) colocados de manera tal que tanto las terminales de entrada o bornes de cada uno, como sus terminales de salida, coincidan entre sí. 20 9.- ¿Cuáles son los elementos de un circuito en paralelo? Generador, conductor, resistencia eléctrica e interruptor. 10.- ¿Cuáles son las fórmulas para cada parámetro del circuito paralelo y circuito serie? Circuito Serie: RT=Vn/IT=R1+R2+…Rn IT=V/RT=I1=I2=…=In Vn=Rn*IT=V1+V2+…+Vn Circuito Paralelo: IT=VT/RT=I1+I2+I3+…+In 1/RT=VT/IT=1/R1+1/R2+1/ R3+…+1/ Rn VT=IT*RT=V1=V2=V3=…=Vn 21 Conclusiones. En cuanto a lo abordado con anterioridad podemos concluir que se cumplió el objetivo principal que era desarrollar un programa en C+, el cual tiene como principales funciones calcular los parámetros eléctricos de diversos circuitos en serie o en paralelo, esto se pudo calcular, conociendo el voltaje de la fuente de estos circuitos, el número total de resistencias del circuito y los valores de estas. Con la ayuda de los conocimientos adquiridos en el desarrollo de este proyecto pudimos aplicar las fórmulas ideales para sacar el cálculo de la resistencia total de un circuito en paralelo o en serie. En el transcurso del semestre obtuvimos los conocimientos necesarios para poder desarrollar el programa en C+ y que el código finalmente pudo realizar las operaciones sin errores, y se proyectó un resultado real. En definitiva, es ideal que nosotros como equipo e integrantes de la materia de Fundamentos de Programación tengamos los conocimientos básicos y la práctica para que podamos realizar estos proyectos que nos ayudan a realizar un análisis y desarrollo de programas en C+. Conclusión de Isaac Flores. La conclusión personal a la que yo he llegado, es que con los conocimientos que hemos adquirido a lo largo del semestre, hemos podido desarrollar un programa bastante funcional y simplemente podemos manipular para controlarlo bien, con una estructura clara y organizada. Sabemos cómo poder aplicar las estructuras de switch con diferentes casos para hacer diferentes acciones u operaciones, así como la estructura de while pata poder ejecutar ciertas situaciones repetidamente, todo esto para calcular las resistencias de un circuito en serio o paralelo, únicamente con los conocimientos adquiridos este semestre. La realización de este proyecto fue sencilla y organizada y cada miembro pudo participar en cada aspecto de este, lo cual nos ayudó a avanzar paso a paso con el trabajo. Conclusión de Cristian Rivera. En mi opinión este proyecto nos ha ayudado a comprender conceptos de la materia tales como ciclos for, condicionales tales como while, if, además de hacer opciones de menú con switch así como hacer etiquetas para hacer saltos dentro del código pero lo más importante que he aprendido en esta materia es a formular estructuras de un programa para tener un correcto funcionamiento en este caso aplicado a calcular parámetros eléctricos que es un tema importante para la ingeniería y está es una de las pocas aplicaciones que podemos llegar a hacer con los conocimientos de este curso es importante el entendimiento de estos temas ya que al armar programas complejos es importante conocer conceptos básicos como variables globales y locales así como los tipos de dato que se utilizarán en el programa22 además de que el lenguaje c es la base de muchos otros lenguajes de programación. Conclusión de Marco García. Al final de este proyecto puedo concluir que es de suma importancia tener conocimientos básicos en programación, pues gracias a esta asignatura podemos facilitarnos diferentes tareas de la vida cotidiana como sacar el promedio de distintas cantidades, realizar problemas de física o química, saber el costo de diferentes productos y todo lo que se te pueda ocurrir, pues todo lo puedes programar. El proyecto lo pudimos hacer de una manera concreta y correcta, ya que, con todas las actividades y temas vistos a lo largo del semestre, nos facilitó demasiado la construcción de nuestro proyecto. Con los conocimientos y habilidades que adquirimos en esta trayectoria, mi equipo y yo esperamos tener buenas bases para el siguiente semestre, pues llevaremos programación orientada a objetos. Conclusión de Héctor Herrera. Con la culminación de este proyecto estamos sacando a flote todos los aprendizajes que tuvimos a bien entender a lo largo del semestre, no simplemente en la creación del código fuente que da vida a este texto, sino además la búsqueda de soluciones frente a un problema que puede presentarse en la carrera y en consecuencia la creación y organización para realizar este documento. Más centrado hacia la asignatura de programación dentro de nuestra demostración y código, se puede ver el correcto funcionamiento de el mismo con temas variados vistos en este semestre, con ayuda del lenguaje C y atendiendo a nuestros objetivos planteados en el inicio de este trabajo. Conclusión de Maximiliano Reyes. En mi conclusión personal siento que este proyecto ha abarcado gran parte de los temas del semestre y los tenis aplicado muy bien en la estructura de este mismo, realizamos un programa en el cual el código fuente incluía en su estructura los temas de do while y el de switch para poder realizar el programa con indicaciones específicas, cómo elegir el tipo de circuito, su era en serio o paralelo o también el número de resistencias y su valor de cada una, a lo largo del semestre fuimos aprendiendo conceptos básicos que aplicamos para el código, todo esto usando el lenguaje c el cual es uno de los lenguajes principales de la programación. 23 Bibliografía. Editorial Etecé. (2021). Circuito en Serie. 2021, de Concepto Sitio web: https://concepto.de/circuito-en-serie/ Editorial Etecé. (2021). Circuito en Paralelo. 2021, de Concepto Sitio web: https://concepto.de/circuito-en-paralelo/ https://concepto.de/circuito-en-serie/ https://concepto.de/circuito-en-paralelo/
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