8/18/2019 Proyecto Final_Circuitos Eléctricos

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Tecnológico de Monterrey

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TE1002: Circuitos Eléctricos ISemestre Enero-Mayo 2012

Proyecto final Diseño de un disparador de bolsa de aire para automóvilesbasado en un circuito RLC.

Vista real de una bolsa airedesplegada durante una

colisión de prueba ©http://blog.electricbricks.com/ 

en/2010/11/lego-airbag 

En la actualidad se usan bolsas de aire para proteger a los conductores deautomóviles. El modelo circuital de estos dispositivos consiste en un capacitorcargado que se conecta, mediante un interruptor de un solo polo y doble vía,con el dispositivo de ignición, como se indica en la figura 1. La bolsa se inflapor acción de un dispositivo de explosión que se dispara con la energíaabsorbida por el elemento resistivo (R). Para que se produzca el disparo, serequiere que la energía disipada en R sea cuando menos de 1 J. También senecesita que el dispositivo de ignición funcione en menos de 0.01 s.

Figura 1. Modelo circuital del dispositivo de disparo de una bolsa de aire automotriz.

Definición delproblema 

Determine los valores de L y C que permitan transferir, de la manera másrápida y eficiente posible, la energía almacenada en el condensador hacia elresistor. Recuerde que no existe una solución única para los problemas dediseño. Además suponga que, después de un largo tiempo, el circuitoalcanza el estado estable tanto en el estado 1 como en el estado 2 delinterruptor.

Metas deaprendizaje

Analizar circuitos de segundo orden en procesos transitorios como parte deun proceso integral de diseño, en donde la seguridad física de los usuarios yel aprovechamiento eficiente de la energía son una prioridad.

Comprender la responsabilidad social y las dimensiones éticas implicadas enun proyecto de desarrollo tecnológico.

Contenido delprograma

Tema 7. Circuitos RLC.

Conocimientoprevio

Temas 1 al 6.

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Preguntasesencialespara ladiscusión

1) ¿Cómo están interconectados los componentes del circuito, en serie o enparalelo? Justifique su respuesta y determine como impacta este hechoen el análisis del problema.

2) ¿Cuál es el valor del voltaje en el condensador inmediatamente antes y

después del cambio de estado en el interruptor, es decir, en el tiempo t =0- y en el tiempo t = 0+?

3) ¿Cuál es el valor de la corriente en cada uno de los componentes delcircuito inmediatamente después del cambio de estado en el interruptor,es decir, en el tiempo t = 0+?

4) ¿Cuál es el valor de la energía almacenada en cada uno de loscomponentes del circuito en el tiempo t = 0+?

5) ¿Cómo debe comportarse la energía total almacenada en el sistemadurante la evolución temporal de este proceso?

6) ¿Qué tipo de respuesta es la más apropiada para este circuito y por qué,subamotiguada, críticamente amortiguada o sobreamortiguada?

7) ¿Qué tipo de simulaciones se deben realizar para resolver el problema y

por qué, punto de polarización, dominio del tiempo (transitorio), barridode DC (corriente directa) o barrido de AC (corriente alterna)?8) ¿Cuáles serían las implicaciones sociales y éticas de enviar el diseño a

producción sin una verificación previa de su funcionamiento? 

Hipótesis Existe al menos un conjunto de valores para los componentes del circuito quenos permite cumplir con las especificaciones de diseño.

El conjunto de valores buscado se puede determinar a partir del análisisparamétrico de una de las variables de diseño. 

Fuentesadicionales

de consulta

• “PSpice ®  User’s Guide” , Cadence Design Systems, Inc. Disponible en línea:Mi curso en BB >> Documentos de apoyo >> PSpice ®  >> Cadence docs.

• “SPIE Code of Ethics”, International Society for Optics and Photonics(SPIE), Disponible en línea: http://spie.org/x14098.xml

• Recursos digitales disponibles en la Biblioteca Digital del CampusMonterrey:

Encyclopedia Britannica - Base de datos con más de 80,000 artículoscompletos, material de referencia y geográfico, videos, noticias.

IEEEXplore - Base de datos de investigación académica que contieneíndices, resúmenes y el texto completo de artículos y trabajos publicadosdesde 1988 sobre ingeniería eléctrica, electrónica y ciencias de lacomputación.

Palabras claves: air bag , vehicular, automobile, safety, devices , systems, etc .