Para
estudiar el comportamiento de los sistemas se utilizan modelos matemáticos, que
se representan por ecuaciones, las cuales describen las relaciones entre la
entrada y la salida de un sistema, y que también se aprovechan para predecir el
comportamiento de un sistema en condiciones específicas. Las bases de estos
modelos se obtienen de leyes físicas fundamentales que rigen el comportamiento
de un sistema.
Bloques funcionales de
sistemas mecánicos
Los
bloques que se utilizan para representar sistemas mecánicos son:
Amortiguador: es un
dispositivo que absorbe energía, utilizado normalmente para disminuir las
oscilaciones no deseadas de un movimiento periódico o para absorber energía
proveniente de golpes o impactos. Son básicamente las fuerzas que se oponen al
movimiento.
Resorte: capaz de almacenar
energía y desprenderse de ella sin sufrir deformación permanente cuando cesan
las fuerzas o la tensión a las que es sometido.
Masa: s una medida de la
cantidad de materia que posee un cuerpo1 . Es una
propiedad intrínseca de los cuerpos que determina la medida de la masa inercial
y de la masa gravitacional.
Bloques
funcionales de sistemas eléctricos
Los
bloques que se utilizan para representar sistemas eléctricos son:
Un
inductor o bobina: es un componente pasivo de un circuito
eléctrico que, debido al fenómeno de la autoinducción, almacena energía en
forma de campo magnético.
Capacitor: es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad
y electrónica, capaz de almacenar
energía sustentando un campo eléctrico.
La resistencia eléctrica: de un objeto
es una medida de su oposición al paso de corriente. Descubierta por Georg Ohm en 1827, la
resistencia eléctrica tiene un parecido conceptual a la fricción en la física
mecánica.
Bloques funcionales de
sistemas de fluidos
Resistencia hidráulica: Este fenómeno produce una caída de presión en un conducto
a causa de la pérdida de energía (fricción interna en el fluido y de éste con
las paredes del conducto). En general, la caída de presión se relaciona con el
caudal según una relación constitutiva.
Capacitancia hidráulica: Otro de los fenómenos que aparecen en los sistemas
hidráulicos es el almacenamiento de energía potencial en un fluido. Esta puede
ser energía potencial del campo gravitatorio (en un tanque, por ejemplo)
o energía potencial elástica.
Inercia hidráulica: “La inercia hidráulica es el equivalente de la
inductancia en un sistema eléctrico o de un resorte en los sistemas mecánicos.”
Resistencia neumática: La resistencia neumática, R, se define en función
del flujo másico. La diferencia de presión, (p1-p2).
Capacitancia neumática: La capacitancia neumática, C, se debe a la
compresibilidad delgas y es comparable a la forma en que la compresión de un resorte
almacena energía.
Inercia neumática: La inercia neumática se debe a la caída de presión
necesaria para acelerar un bloque de gas. De acuerdo con la segunda Ley de
Newton, la fuerza neta es: m a = d(mv)/dt.
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