Dirección Universitaria de Educación a DistanciaEAP INGENIERIA INDUSTRIAL

2013-3 Docente: Mg. John Cubas SánchezNota:

Ciclo: 3 Módulo IIDatos del alumno: FORMA DE PUBLICACIÓN:

Apellidos y nombres: Publicar su archivo(s) en la opción TRABAJO ACADÉMICO que figura en el menú contextual de su curso

Código de matricula:

Uded de matricula:

Fecha de publicación en campus virtual DUED LEARN:

HASTA EL DOMINGO09 DE MARZO 2014

A las 23.59 PM

Recomendaciones:

1. Recuerde verificar la correcta publicación de su Trabajo Académico en el Campus Virtual antes de confirmar al sistema el envío definitivo al Docente.

Revisar la previsualización de su trabajo para asegurar archivo correcto.

2. Las fechas de recepción de trabajos académicos a través del campus virtual están definidas en el sistema de acuerdo al cronograma académicos 2013-3 por lo que no se aceptarán trabajos extemporáneos.

3. Las actividades que se encuentran en los textos que recibe al matricularse, servirán para su autoaprendizaje mas no para la calificación, por lo que no deberán ser consideradas como trabajos académicos obligatorios.

Guía del Trabajo Académico:

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4. Recuerde: NO DEBE COPIAR DEL INTERNET, el Internet es únicamente una fuente de consulta. Los trabajos copias de internet serán verificados con el SISTEMA ANTIPLAGIO UAP y serán calificados con “00” (cero).

5. Estimado alumno:El presente trabajo académico tiene por finalidad medir los logros alcanzados en el desarrollo del curso.Para el examen parcial Ud. debe haber logrado desarrollar hasta la pregunta Nº 2 y para el examen final debe haber desarrollado el trabajo completo.

Criterios de evaluación del trabajo académico:

Este trabajo académico será calificado considerando criterios de evaluación según naturaleza del curso:

1 Presentación adecuada del trabajo

Considera la evaluación de la redacción, ortografía, y presentación del trabajo en este formato. Valor: 2 ptos

2 Investigación bibliográfica:Considera la consulta de libros virtuales, a través de la Biblioteca virtual DUED UAP, entre otras fuentes. Valor: 3 ptos

3 Situación problemática o caso práctico:

Considera el análisis de casos o la solución de situaciones problematizadoras por parte del alumno. Valor: 5 ptos

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Otros contenidos considerando aplicación práctica, emisión de juicios valorativos, análisis, contenido actitudinal y ético.

Valor: 10 ptos

DESARROLLO DE LA GUÍA DEL TRABAJO ACADÉMICO

A continuación se presentan tres preguntas, las cuales Ud. deberá responder en base a una investigación exhaustiva y aplicando los conocimientos aprehendidos a través de las diversas ayudas proporcionadas para este fin, debe observar que el desarrollo de las mismas equivalen a una nota de 18 (Dieciocho), los 02 (Dos) puntos restantes corresponden a la evaluación de la redacción, ortografía, y presentación del trabajo en este formato.

PREGUNTAS

1. Investigación bibliográfica: (3 puntos)Responda las siguientes preguntas:a. ¿A qué se debe que en los días secos la electricidad estática es mucho

más apreciable que en los días húmedos?

Esto se debe a la presencia del agua en el aire. En los días húmedos hay mas agua en el aire. Como el agua es conductora de la electricidad, ayuda a que los electrones que podamos adquirir al cargarnos fluyan mas fácilmente hacia la superficie terrestre, descargándonos rápidamente. Esta ayuda no la tenemos en los días secos, debido a la ausencia del agua en el aire.

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b. Elabore un ejemplo comparativo de aplicación de los Teoremas de Thévenin y de Norton para redes eléctricas.

Hallaremos el equivalente de Thevenin y de Norton del siguiente circuito:

Primero calcularemos la resistencia de Thevenin, para ello hacemos que todas las fuentes de corriente y de voltaje sean cero.

La resistencias de 5 y 10 ohmios se eliminan debido a que están en circuito abierto. Por lo tanto:

Rth=2Ω

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Ahora calcularemos el voltaje de Thevenin, usaremos el método de nodos:

En el nodo A’:I 1=I 2+ I 3 I 1=3 A I 2=2 A→ I 3=1 A

Entonces:V th=20+2∗1V th=22V

Equivalente de Thevenin:

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La corriente de Norton la calculamos haciendo cortocircuito entre A y B.

En el nodo C:I 3+ I 4=IN

En la trayectoria de C-C’:V C−20+2 I 4=V C 'V C=V C '

−20+2 I 4=0→I 4=10 A

Por lo tanto:IN=11 A

RN=RTH=2Ω

Equivalente de Norton:

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2. Situación problemática: (5 puntos)La Xerografía, palabra que se deriva de dos raíces griegas que significan seco y escritura, significa literalmente “ escritura en seco ". Fue realmente adoptado un poco después para resaltar la diferencia respecto a los procesos químicos húmedos. Se basa en el principio de fotoconductividad, es decir, en la capacidad de algunos cuerpos de hacerse conductores bajo la influencia de la luz. Usando como referencia el siguiente libro de las Bibliotecas Virtuales de la DUED como referencia:

http://books.google.com.pe/books?id=jM1cHRfPucgC&lpg=PP1&pg=PA114#v=onepage&q&f=false

Responda las siguientes interrogantes:

a. ¿Qué es la Fotografía Electrostática: Xerografía?

La xerografía es un proceso que se usa para sacar copias a imágenes o documentos. Esta técnica usa la electrostática en seco para su fin y usa la ley de Coulomb como principio de funcionamiento.

b. Realice un diagrama de flujo del funcionamiento de la Fotografía Electrostática: Xerografía

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Carga Exposicion Baño

TransferenciaFijadoLimpieza

c. Realice 06 esquemas, uno para cada uno de los seis pasos del proceso xerográfico.

Carga: en esta fase se aplica una carga electroestática al tambor por medio de una rodillo de carga primaria, el cual recibe una carga negativa y luego por contacto transfiere al cilindro de imagen una negativa de manera uniforme.

Exposición: el cilindro de imagen se ilumina mediante el reflejo de la luz de una lámpara o un laser que incide sobre el papel a copiar. Solo se reflejara sobre el cilindro de imagen aquellos hazes de luz que incidan sobre la parte blanca del papel a copiar, esto hará que se descarguen algunas partes del cilindro de imagen y queden cargadas solo los lugares donde hay imagen. De esta manera se forma la llamada imagen electrostática.

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Baño: una vez la imagen se ha completado, el cilindro de imagen es expuesto al toner cubriendo las áreas que mantienen la imagen. Estas partículas de toner son atraídas porque tienen una carga opuesta a la que tiene el cilindro de imagen.

Transferencia: en este etapa el papel pasa entre el cilindro de imagen y el rodillo de transferencia. Se aplica una carga inversa a la que posee el toner de forma que el polvo sea atraído hacia la superficie del papel a la que se fija por medio de presión y la carga electroestática.

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Fijado: el toner se funde y se fija permanentemente la imagen al papel gracias al calor producido por un fusor, ya sea en forma de rodillo de presión caliente o una unidad de secado.

Limpieza: el tambor se limpia eliminando cualquier resto de toner que no se haya adherido correctamente al papel durante la etapa de transferencia.

d. ¿Qué otros procesos similares existen en la actualidad?Los procesos de impresión a laser son bastante similares a el de las fotocopiadoras, con la diferencia de que el laser no se refleja sobre

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ningún papel, si no que la PC le indica por donde debe pasar, ya que esta tiene la imagen digitalizada a imprimir.

3. El Tren Maglev:Es de común conocimiento las dificultades de transporte rápido, seguro y masivo en grandes orbes, entre ellas Lima. En muchos países utilizan un sistema de transporte muy ingenioso, tan veloz como un avión; es el MAGLEV, un revolucionario sistema de transporte de levitación magnética o MAGLEV, que suspende, guía y propulsa vehículos, principalmente trenes, utilizando un gran número de imanes para la sustentación y la propulsión usando levitación magnética.

Este método tiene el potencial de ser más rápido, silencioso y suave que los sistemas de transporte colectivo sobre ruedas. La tecnología tiene el potencial de superar 6 400 km/h (4 000 mph) si se despliega en un túnel al vacío. Al no utilizar un túnel al vacío la energía necesaria para la levitación no suele ser de una gran proporción y la mayoría de la energía necesaria se utiliza para superar la resistencia del aire, al igual que con cualquier otro tren de alta velocidad. Al respecto puede ver a uno de ellos en pleno funcionamiento en el siguiente enlace:

http://www.youtube.com/watch?v=VO8b2Zp_aW8&feature=related

Para comprender el funcionamiento y prestaciones de esta máquina, Ud.:

a. Elabore un diseño de los procesos de funcionamiento del tren Maglev y realice un diagrama de cuerpo libre de las fuerzas que actúan sobre él.

El funcionamiento del tren MAGLEV se da gracias al efecto Meissner, el cual consiste en lo siguiente:

Cuando el imán desciende hacia un superconductor, induce una corriente eléctrica, que a su vez crea un campo magnético opuesto al del imán. Como el superconductor no tiene resistencia eléctrica, la corriente inducida sigue fluyendo y mantiene el imán suspendido indefinidamente. Esto es lo que se llama levitación magnética. Un material se vuelve superconductor cuando disminuye su temperatura a valore muy bajos.

El tren MAGLEV queda suspendido en el aire gracias al fenómeno de levitación, es propulsado mediante un motor. Ademas se pone sobre un carril guía, en el cual hay imanes que actúan cuando el tren se mueve a los costados. Estos imanes atraerán el lado del tren que este mas lejos.

DCL:

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Las fuerzas que actúan sobre el tren son:

Fml1, Fml2: son la fuerzas producidas por la repulsión entre los imanes. Son las encargadas de mantener el tren levitando, evitando de esta manera que rose con el carril y no haya friccion.

Fmg1, Fmg2: son las fuerzas producidas por los imanes laterales. Estos imanes se activaran cuando el tren se aleje de uno de ellos, atrayendo al tren de tal manera que el espacio entre el tren y los imanes guía sea constante. Alternadamente las otra fuerza lateral será mayor o menor, dependiendo de para donde se este moviendo el tren.

Wtren: es el peso de tren. Fmotor: es la fuerza de propulsión del motor para que el tren se

mueva. Fresistencia: Es la fuerza de resistencia del aire, es el ‘enemigo’

a vencer por la fuerza de propulsión del motor.

b. Analice las propiedades del Maglev, evaluando: propiedades mecánicas, propiedades electromagnéticas, propiedades térmicas.

El tren MAGLEV tiene las siguientes propiedades : Mecánicas: Tiene friccion con el riel guía de cero. La fuerza que

se opone al movimiento es la resistencia del aire. La fuerza que se tiene que equilibrar es la fuerza de gravedad del tren.

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Electromagnéticas: Los imanes propulsan al tren debido a la corriente que se genera al hacercar el iman al material superconductor puesto sobre el tren.

Termicas: Los materiales superconductores se deben mantener a temperaturas extremadamente bajas. Esto se logra poniéndolos sobre una camisa de nitrógeno liquido.

c. Realice un cuadro comparativo de otros vehículos análogos indicando ventajas y desventajas entre los mismos, respecto al tren Maglev.

Ventajas Desventajas

Tren eléctrico tradicional

Tienes un costo accesible.

Puede llegar a zonas accidentadas como lo es la geografía del Perú.

Es ruidoso. La friccion que hay

entre el tren y el riel hace que se necesite mas energía para movilizarlo.

Tiene una velocidad máxima baja.

Tren de levitación magnética Maglev

Es silencioso, el ruido es muy bajo.

No tiene contacto físico con el riel, lo que hace que no haya friccion ni ruido.

Tiene muy altas velocidades maximas

Tiene una tecnología muy avanzada, lo que lo hace costoso.

Sus mayores velocidades se dan cuando esta en tramo recto, lo que lo hace difícil usar en tramos con constantes curvas.

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d. Justifique sobre la necesidad o no de la construcción de un vehículo de esas características en el Perú.Sería necesario tener un vehículo de esa naturaleza en el Perú debido a su rápido y siliencioso transporte. Sin embargo debería de ser a lo largo o ancho del Perú, ya que este tren esta diseñado para recorrer grandes tramos debido a su alta velocidad.

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