Universidad Mariano Gálvez de Guatemala
Facultad de Ingeniería en Sistemas de Información
Ingeniería en Sistemas de Información y Ciencias de la Computación · Portales
Física II · Inga. Diana Ruiz Cifuentes
Motor DC de 12 V: modelado, simulación y validación experimental
Proyecto final
- Estudiante
- Josué David Zetino Boch
- Carné
- 9989-17-12602
- Ciclo
- 4.º ciclo · Sección C
- Jornada
- Sábado
Guatemala, octubre de 2026
Física II · Proyecto final
Un motor DC de 12 V
en tres ecuaciones
Modelado, simulación y validación experimental
Josué David Zetino Boch
Carné 9989-17-12602 · UMG · 2026
El problema
¿Podemos predecir cómo arranca un motor real
midiendo solo unos pocos números?
- Modelo
- Simulación
- Medición
- Validación
La física
Dos fenómenos, una sola constante
τ = Kt·i
Fuerza magnética
Kt = Ke
conservación de la energía
ε·i = τ·ω
ε = Ke·ω
Inducción (fem inversa)
El modelo
KirchhoffV = R·i + L·di/dt + K·ω
Lorentzτ = K·i
NewtonJ·dω/dt = K·i − b·ω − τc
Dos ecuaciones diferenciales acopladas · incógnitas i(t) y ω(t)
Simulación en vivo · Runge-Kutta 4 programado desde cero
Paso de RK4: — · diferencia con la solución exacta: —
Lo que medí
6 lecturas con el multímetro
→ R
V − R·I = K·ω
→ K, b, τc
i ∝ e−t/τ
→ J
Fuente de 12 V · PWM · encoder de 20 pulsos/vuelta con flexitubo · multímetro · osciloscopio · shunt de 0.5 Ω
Resultados
Parámetros del motor
Datos de ejemplo sintéticos: se reemplazan al cargar las mediciones reales
Validación: simulación contra medición
— error medio de la velocidad
— RMSE de la corriente de arranque
Datos de ejemplo sintéticos
Análisis
¿De dónde viene la diferencia?
- Escobillas R cambia con la posición del eje
- Temperatura +0.39 % de R por cada °C
- Cronómetro ±0.3 s → se miden 3 vueltas
- Foto del osciloscopio lectura a ojo, ±½ división
Conclusiones
- La fem inversa regula sola la corriente del motor.
- Con instrumentos básicos se miden todos los parámetros, incluso J.
- El modelo reproduce las mediciones con error pequeño.
Gracias
¿Preguntas?
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