Herramientas De Software Para Simulación y Análisis De Circuitos

Práctica 8: Herramientas de Software
para simulación y análisis de circuitos

Arturo González Lattuada

Laboratorio de Elementos de la Física, ITAM
Rio Hondo # 1, Ciudad de México
agonzalela@comunidad.itam.mx

I. Introducción

Inductancia
MATLAB
MATLAB es un lenguaje de computación técnica de alto nivel y un entorno interactivo para
desarrollo de algoritmos, visualización dedatos, análisis de datos y cálculo numérico. Se puede usar MATLAB en una amplia gama de aplicaciones que incluyen procesamiento de
señales e imágenes, comunicaciones, diseño de sistemas de control, sistemas de prueba y
medición, modelado y análisis financiero y biología computacional. Los conjuntos de
herramientas complementarios (colecciones de funciones de MATLAB para propósitos
especiales,que están disponibles por separado) amplían el entorno de MATLAB permitiendo
resolver problemas especiales en estas áreas de aplicación
Electronics Workbench
Este programa cuenta con un completo laboratorio virtual que
contiene los instrumentos más comunes utilizados en la mayoría de los laboratorios de diseño
electrónico y lógico.
A diferencia de otros simuladores la gran ventaja quetiene utilizar EWB es su gran facilidad
de manejo. El programa tiene una interfaz gráfica con el usuario que lo hace muy intuitivo,
cómodo de usar y rápido de trabajar, lo que permite ahorrar tiempo. En general, la creación
del esquema y su simulación precisan menos tiempo que el montaje real del circuito.
Metodo de Mallas
El método de mallas se utiliza para calcular las corrientes en lasresistencias e indirectamente las direcciones de las mismas en un circuito.Todo el análisis se considera en estado estacionario. Esta técnica está basada en la ley de tensiones de Kirchhoff. La ventaja de usar esta técnica es que crea un sistema de ecuaciones para resolver el circuito, minimizando en algunos casos el proceso para hallar una tensión o una corriente de un circuito. []
Para usaresta técnica se procede de la siguiente manera: se asigna a cada una de las mallas del circuito una corriente imaginaria que circula en el sentido que nosotros elijamos. De cada malla del circuito, se plantea una ecuación que estará en función de la corriente que circula por cada elemento y se resolverá el sistema de ecuaciones
Si por una resistencia pasan dos corrientes distintas, la corrientetotal será igial a I1+I2 si tienen la misma dirección, en caso contraro la corriente totál será la diferencia entre la corriente que entra y la que se opone, considerando la que entra dependiendo de la malla que se esté analizando.

II. Desarrollo

Se utilizaron tanto el método de mallas como MATLAB y Electronics Workbench para calcular la intensidad de corriente en 3 circuitos.

Circuitonumero 1.

[pic]
1.Se propone un sentido de corriente con un sentido arbitrario.
2.Se establecieió la polarización en las resistencias; Nota: Las fuentes de voltaje ya tienen una polaridad definida
3.Se escriben las ecuaciones de malla para ésto se debe saber que si la corriente va de + a – el voltaje será negativo, es decir habrá una caída de potencial y si la corriente va de – a + elvoltaje será positivo.
I1:
-V330+10V-V330-V220-V470=0
Como V=RI:
-330I1+10V-330I1-220(I1-13)-470(I1+12)=0
-330I1+10V-330I1-220I1-220I3-470I1-470I2=0
-1350I1-470I2+220I3= -10
I2:
-690I2-470I1=-8
I3:
-690I3+220I1=-8
Para trasladar los datos a MATLAB se debe expresar el sistema como matriz con el siguiente formato:

A=[renglon1 ; renglón2 ; renglón3]
[pic]
I4=| I1-I3| tomando elsentido de la corriente mas grande, por lo tanto:
I4=6.6mA
I5=14mA

Circuito 2
Se procedió de la misma forma que en el circuito anterior, con la excepción de que dado que se cuentan con las mediciones de corriente experimental, se compararán las corrientes obtenidas tanto experimental, matemática y por medio de la simulación.
[pic]
I1:
-2000I1-9000(I1+I2)=-18
-11000I1-9000I2=-18
I2:...