PLANTEAMIENTO DEL CASO empresa ArcaTank
Enviado por J. Manuel • 22 de Septiembre de 2022 • Apuntes • 1.677 Palabras (7 Páginas) • 49 Visitas
Escuela de Física
Física General II
CASO 1:
SENSOR CAPACITIVO DE NIVEL
[APELLIDOS, NOMBRE]
DOCENTE: [APELLIDO, NOMBRE]
TRABAJO PRESENTADO EN CONFORMIDAD A LOS REQUISITOS
PARA EL CUMPLIMIENTO CON EL CASO 1: SENSOR CAPACITIVO DE NIVEL.
COLOMBIA
2022
ÍNDICE GENERAL
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES 3
ÍNDICE DE TABLAS 3
CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL CASO 4
1.1 PRESENTACIÓN CASO 1. 4
1.2 FÓRMULAS 5
CAPÍTULO II: PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA 7
2.1 HECHOS RELEVANTES 7
2.2 PROBLEMA CENTRAL 8
2.3 ANÁLISIS 8
2.4 HIPÓTESIS DE DATOS 8
2.5 DESARROLLO DE DATOS 9
2.5.1 CÁLCULO DE CAPACITANCIA EN PARALELO 9
2.5.2 CÁLCULO DE CAPACITANCIA EN SERIE 10
2.6 SOLUCIÓN Y RECOMENDACIONES 11
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1 Tipos de tanques que pueden almacenar la sustancia de trabajo 5
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Fórmulas base de condensadores (parte 1). 5
Tabla 2 Fórmulas base de condensadores (parte 2) 6
Tabla 3 Hechos Relevantes Caso 1 7
Tabla 4 Datos generales para cálculo de capacitancia en paralelo 9
Tabla 5 Datos generales para cálculo de capacitancia en serie 10
CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL CASO
PRESENTACIÓN CASO 1.
En la empresa ArcaTank se tiene una maquinaria encargada de procesar diferentes minerales, el motor principal es alimentado con una sustancia de trabajo que posee una constante dieléctrica de 57. El sensor de determina el nivel de sustancia de trabajo se dañó, al contactar al fabricante se enteran de que necesitarán esperar dos meses para recibir el repuesto y la visita del técnico correspondiente. El proceso no se puede frenar por dos meses porque las pérdidas serían terribles para la empresa. Una persona ingeniera de ArcaTank explica que es peligroso operar la maquinaria sin conocer el nivel de la sustancia de trabajo porque llegando a niveles críticos constantemente no solo se frenaría el funcionamiento, podría haber otras partes dañadas, pero se puede construir un tanque provisional de tal manera que conforme se consuma la sustancia de trabajo una propiedad sea medible y se utilice como indicador de nivel, es decir, de la cantidad de sustancia que queda. Se mencionó que existen sensores comerciales, pero no hay forma de colocar estos en el tanque previsto por el fabricante además de que necesitan estar en contacto con la sustancia y esta sustancia de trabajo no puede contaminarse con agentes externos además de que no puede estar en contacto con cualquier material. La sustancia de trabajo puede almacenarse en recipientes en forma de prisma y cilíndricos de los que se disponen en ArcaTank.
Se pide calcular:
- Se medirá la capacitancia.
- Revisión de material sobre capacitores en serie y paralelo.
Ilustración 1 Tipos de tanques que pueden almacenar la sustancia de trabajo[pic 1]
[pic 2]
Fuente: Young, Hugh D., Freedman, Roger A. (2018). Física universitaria con física moderna 2. Pearson Educación de México, S.A. de C.V.
FÓRMULAS
Para el correcto análisis futuro del problema en el caso, se establece de forma relevante considerar la matemática base para condensadores, para ello podemos observar en Tabla 1. Fórmulas base de condensadores (parte 1 y parte 2).
Tabla 1 Fórmulas base de condensadores (parte 1).
Fórmula | ¿Qué identifica? | ¿Cómo se representa? |
[pic 3] | Capacitancia | Capacitancia es igual a la carga (Q) entre la diferencia de potencial fija (Vab). La diferencia de potencial fija es proporcional a la carga, si se duplica la carga, también se duplica la densidad de la carga, el cambo eléctrico y así la diferencia de potencial entre los conductores. |
[pic 4] | Faradios | Coulomb = C sin cursiva. |
[pic 5] | Magnitud del campo E | Se establece que σ es la magnitud de la densidad de carga superficial en cada placa. Donde esta es igual a la magnitud de la carga total Q en cada placa, dividida por el área A de la placa es decir [pic 6] |
[pic 7] | Diferencia de potencial de voltaje |
Fuente: Young, Hugh D., Freedman, Roger A. (2018). Física universitaria con física moderna 2. Pearson Educación de México, S.A. de C.V.
Tabla 2 Fórmulas base de condensadores (parte 2)
[pic 8] | Capacitancia de un capacitor de placas paralelas con vacío | |
[pic 9] | Como [pic 10] | Se refiere a [pic 11] |
[pic 12] | Por lo que [pic 13] | |
[pic 14] | Capacitores en serie | |
[pic 15] | Capacitores en paralelo |
Fuente: Young, Hugh D., Freedman, Roger A. (2018). Física universitaria con física moderna 2. Pearson Educación de México, S.A. de C.V.
CAPÍTULO II: PRESENTACIÓN DEL PROBLEMA
HECHOS RELEVANTES
Se estipulan como hechos relevantes a todos aquellos que puedan de mejor forma aportar a la correcta resolución del Caso 1: Sensor capacitivo de Nivel, se pueden observar los hallazgos en la “Tabla 3. Hechos Relevantes caso 1”.
...