Aplicación del cálculo fraccionario en el modelado de corrientes transitorias en polímeros
En este artículo se revisan las limitaciones de los modelos matemáticos comúnmente utilizados en la literatura para la descripción general del fenómeno de corrientes transitorias en materiales poliméricos mediante una ley de la potencia o una función exponencial negativa, y se propone la aplicación...
| Main Authors: | , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | Spanish |
| Published: |
Universidad Autónoma de Nuevo León
2024
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://ingenierias.uanl.mx/index.php/i/article/view/948 |
| _version_ | 1824326111191891968 |
|---|---|
| author | Puente-Córdova, Jesús Gabino Segura-Méndez, Karla Louisse Rentería-Baltiérrez, Flor Yanhira Miranda-Valdez, Isaac Yair |
| author_facet | Puente-Córdova, Jesús Gabino Segura-Méndez, Karla Louisse Rentería-Baltiérrez, Flor Yanhira Miranda-Valdez, Isaac Yair |
| author_sort | Puente-Córdova, Jesús Gabino |
| collection | Artículos de Revistas UANL |
| description | En este artículo se revisan las limitaciones de los modelos matemáticos comúnmente utilizados en la literatura para la descripción general del fenómeno de corrientes transitorias en materiales poliméricos mediante una ley de la potencia o una función exponencial negativa, y se propone la aplicación del cálculo fraccionario. De entre las limitaciones de los enfoques tradicionales destacan su fracaso en la asociación de este comportamiento eléctrico característico con parámetros físicos. Las causas de éstas provienen de la complejidad del comportamiento eléctrico en los polímeros. Dicho fenómeno ocurre a través de la relajación de carga eléctrica en función del tiempo, donde la viscoelasticidad del polímero influye ampliamente en el movimiento de dipolos eléctricos y en la conducción de portadores de carga eléctrica. Típicamente, el fenómeno de corrientes transitorias se describe a través de circuitos RC (resistor-capacitor), donde un resistor y un capacitor representan la habilidad de un polímero de disipar y almacenar carga eléctrica. El modelo matemático aquí construido mediante la aplicación del cálculo fraccionario proporciona una interpretación física a sus parámetros que describen comportamientos complejos en polímeros. |
| first_indexed | 2025-02-05T21:01:47Z |
| format | Article |
| id | ingenierias-article-948 |
| institution | UANL |
| language | spa |
| last_indexed | 2025-02-05T21:01:47Z |
| physical | Revista Ingenierías; Vol. 27 No. 96 (2024): Enero-Junio; 27-38 Ingenierias; Vol. 27 Núm. 96 (2024): Enero-Junio; 27-38 1405-0676 |
| publishDate | 2024 |
| publisher | Universidad Autónoma de Nuevo León |
| record_format | ojs |
| spelling | ingenierias-article-9482024-07-25T22:05:08Z Application of fractional calculus in modeling transient currents in polymers Aplicación del cálculo fraccionario en el modelado de corrientes transitorias en polímeros Puente-Córdova, Jesús Gabino Segura-Méndez, Karla Louisse Rentería-Baltiérrez, Flor Yanhira Miranda-Valdez, Isaac Yair Corrientes transitorias derivada de Caputo cálculo fraccionario Mittag-Leffler polímero Transient currents Caputo derivative fractional calculus Mittag-Leffler polymer This article reviews the limitations of the mathematical models commonly used across the literature for the general description of the phenomenon of transient currents in polymeric materials through a power law or a negative exponential function, and proposes the application of fractional calculus. Among the limitations of the traditional approaches stand out their failure in the association of this distinctive electrical behavior with physical parameters. The causes of these stem from the complexity of electrical behavior in polymers. This phenomenon occurs through the relaxation of electric charge as a function of time, where the viscoelasticity of the polymer widely influences the movement of electric dipoles and the conduction of electric charge carriers. Typically, the phenomenon of transient currents is described using RC (resistor-capacitor) circuits, where a resistor and a capacitor represent the ability of a polymer to dissipate and store electrical charge. The mathematical model herein constructed through the application of fractional calculus provides with a physical interpretation of its parameters, which describe complex behaviors in polymers. En este artículo se revisan las limitaciones de los modelos matemáticos comúnmente utilizados en la literatura para la descripción general del fenómeno de corrientes transitorias en materiales poliméricos mediante una ley de la potencia o una función exponencial negativa, y se propone la aplicación del cálculo fraccionario. De entre las limitaciones de los enfoques tradicionales destacan su fracaso en la asociación de este comportamiento eléctrico característico con parámetros físicos. Las causas de éstas provienen de la complejidad del comportamiento eléctrico en los polímeros. Dicho fenómeno ocurre a través de la relajación de carga eléctrica en función del tiempo, donde la viscoelasticidad del polímero influye ampliamente en el movimiento de dipolos eléctricos y en la conducción de portadores de carga eléctrica. Típicamente, el fenómeno de corrientes transitorias se describe a través de circuitos RC (resistor-capacitor), donde un resistor y un capacitor representan la habilidad de un polímero de disipar y almacenar carga eléctrica. El modelo matemático aquí construido mediante la aplicación del cálculo fraccionario proporciona una interpretación física a sus parámetros que describen comportamientos complejos en polímeros. Universidad Autónoma de Nuevo León 2024-01-31 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion application/pdf https://ingenierias.uanl.mx/index.php/i/article/view/948 10.29105/ingenierias27.96-948 Revista Ingenierías; Vol. 27 No. 96 (2024): Enero-Junio; 27-38 Ingenierias; Vol. 27 Núm. 96 (2024): Enero-Junio; 27-38 1405-0676 spa https://ingenierias.uanl.mx/index.php/i/article/view/948/1285 Derechos de autor 2024 Jesús Gabino Puente-Córdova, Karla Louisse Segura-Méndez, Flor Yanhira Rentería-Baltiérrez, Isaac Yair Miranda-Valdez https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | Corrientes transitorias derivada de Caputo cálculo fraccionario Mittag-Leffler polímero Transient currents Caputo derivative fractional calculus Mittag-Leffler polymer Puente-Córdova, Jesús Gabino Segura-Méndez, Karla Louisse Rentería-Baltiérrez, Flor Yanhira Miranda-Valdez, Isaac Yair Aplicación del cálculo fraccionario en el modelado de corrientes transitorias en polímeros |
| thumbnail | https://rediab.uanl.mx/themes/sandal5/images/article.gif |
| title | Aplicación del cálculo fraccionario en el modelado de corrientes transitorias en polímeros |
| title_alt | Application of fractional calculus in modeling transient currents in polymers |
| title_full | Aplicación del cálculo fraccionario en el modelado de corrientes transitorias en polímeros |
| title_fullStr | Aplicación del cálculo fraccionario en el modelado de corrientes transitorias en polímeros |
| title_full_unstemmed | Aplicación del cálculo fraccionario en el modelado de corrientes transitorias en polímeros |
| title_short | Aplicación del cálculo fraccionario en el modelado de corrientes transitorias en polímeros |
| title_sort | aplicacion del calculo fraccionario en el modelado de corrientes transitorias en polimeros |
| topic | Corrientes transitorias derivada de Caputo cálculo fraccionario Mittag-Leffler polímero Transient currents Caputo derivative fractional calculus Mittag-Leffler polymer |
| topic_facet | Corrientes transitorias derivada de Caputo cálculo fraccionario Mittag-Leffler polímero Transient currents Caputo derivative fractional calculus Mittag-Leffler polymer |
| url | https://ingenierias.uanl.mx/index.php/i/article/view/948 |
| work_keys_str_mv | AT puentecordovajesusgabino applicationoffractionalcalculusinmodelingtransientcurrentsinpolymers AT seguramendezkarlalouisse applicationoffractionalcalculusinmodelingtransientcurrentsinpolymers AT renteriabaltierrezfloryanhira applicationoffractionalcalculusinmodelingtransientcurrentsinpolymers AT mirandavaldezisaacyair applicationoffractionalcalculusinmodelingtransientcurrentsinpolymers AT puentecordovajesusgabino aplicaciondelcalculofraccionarioenelmodeladodecorrientestransitoriasenpolimeros AT seguramendezkarlalouisse aplicaciondelcalculofraccionarioenelmodeladodecorrientestransitoriasenpolimeros AT renteriabaltierrezfloryanhira aplicaciondelcalculofraccionarioenelmodeladodecorrientestransitoriasenpolimeros AT mirandavaldezisaacyair aplicaciondelcalculofraccionarioenelmodeladodecorrientestransitoriasenpolimeros |