MODELADO DE CIRCUITOS RC

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MODELADO DE CIRCUITOS RC

Pedro Leonardo Ospina                Glen Camilo Ortega  

Facultad de Ingeniería Electrónica, Universidad Santo Tomás Bogotá, Colombia

Resumen – En esta práctica de laboratorio  veremos cómo realizar diagramas de bloques para el modelamiento de circuitos RC, esto se realizar con la herramienta simulink de Matlab, en el programa orcad y finalmente se realizara el montaje para la medición y comparación de datos previamente tomados en las dos herramienta de simulación de sistemas.

Abstract- In this lab we will see how to perform block diagrams for modeling of RC circuits , this is done with the tool Simulink Matlab , in the same program OrCAD and finally the Assembly for measurement and comparison of data will be previously taken into the simulation tool Two Systems .

Índice de Términos—simulink, condensadores, circuitos rc.

1. Introducción

En la  implementación de este laboratorio se usa un condensador con el fin de poder configurar los tiempos de carga y descarga por medio de la aplicación de diferentes valores de resistencias los cuales van a regular el T, esta letra representa el tao es decir el tiempo de carga o descarga según sea el caso.

El T en un condensador se da por la siguiente formula.

[pic 1]

Donde la R es la resistencia y C es la capacitancia que tiene el condensador, todo esto tiene que ser analizado para modelarse y también dar la misma respuesta en la aplicación de simulink.

1. objetivos

General:

Aprendizaje de las técnicas de modelados de circuitos RC para circuitos de primer y segundo orden.

Específicos:

• practica conocimientos previos en el manejo de los circuitos RC y la herramienta orcad.
• Analizar los sistemas de modelamiento para circuitos capacitivos y su posterior simulación en la herramienta simulink.

1. materiales y métodos

• condensadores.
• resistencias.
• Generador de señales.
• Cable de conexión.
• Osciloscopio.
• Matlab

1. MARCO TEORICO

Simulink  es un entorno de diagrama de bloques para la simulación multidominio y diseño basado en modelos. Es compatible con la simulación, generación automática de código, y la prueba continua y verificación de sistemas embebidos. Simulink ofrece un editor gráfico, bibliotecas de bloques personalizables y solucionadores para el modelado y simulación de sistemas dinámicos. Se integra con MATLAB, lo que le permite incorporar algoritmos de MATLAB en los modelos de simulación y los resultados de exportación a MATLAB para su posterior análisis.

1. PROCEDIMIENTO

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Figura 1.circuto rc de primer orden.

Para la primera parte del laboratorio se procede al modelamiento del circuito de la figura 1, con el fin  de poder ver los tiempos de carga y descar del condensador esdecir el tao.

Para ello sabemos que el  tiempo de carga del condensador el cual se tiene que cargar a 5 voltios en este caso dependerá de  la resistencia de entrada que se coloca después de la fuente de alimentación de 5 voltios, también la ponemos para evitar la que el condensador tome toda corriente que pueda dar la fuente y evitar que la fuente se caiga.

Se considera que un condensador esta carga al cabo de cinco T esto quiere decir que si multiplicamos por 5 el T obtendremos el tiempo de carga de condensador.

Procedemos a usar el T:

[pic 2]

Bueno ahora procedemos a calcular los tiempos de descarga utilizando la fórmula de respuesta natural en circuitos rc:

[pic 3]

De la ecuación anterior tenemos el valor de condensador,  el cual indica ultimo estado de voltaje  y  que la condición donde queremos llegar. De la ecuación anterior despejamos R lo cual no indica la resistencia que demos colocar en su primer tao, la ecuación quedaría de la siguiente forma.[pic 4][pic 5]

[pic 6]

Figura 2. Grafica de simulación orcad figura 1.

Como se puede apreciar en la figura 2 vemos que se cumplen los tiempos de carga y descarga si aplicamos las fórmulas de carga del condensador tenemos donde:

*5[pic 7]

 Con esta formula tenemos que nuestro tiempo de carga sera de 60 ms igual al de descarga dando unos 120ms de periodo,ahora procedemos a los calculos teoricos del modelamiento.

Figura 3. Formula de modelado.

Ahora procedemos a crear los diagramas de  bloques del circuito rc de primer orden en simulink como se puede apreciar en la figura 4.

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