[ZAC 1.4]

Simulador de circuitos en CA basado en impedancias

 

INTRODUCCIÓN

Este programa es un simulador de circuitos que encuentra el valor numérico del voltaje en todos los nodos y de la coriente en todas las ramas de un circuito que contiene impedancias (con valores complejos). Es el único simulador de circuitos para la HP, hasta donde yo sé, que te permite tener impedancias con ramas definidas, de forma tal que puedas conocer la corriente a través de cada impedancia sin esfuerzo adicional. Todas las resistencias, conductancias y admitancias son manejadas como impedancias también. Cuando hayas resuelto el circuito, puedes encontrar los valores de Z, I, V, S, P, Q y fp de cualquier impedancia o fuente de voltaje.

UN POCO DE HISTORIA

Soy un estudiante de ingeniería eléctromecánica. Yo solía resolver mis circuitos con el CSim 2.61 de Per Stenius. Éste es un programa grandioso! El año pasado empecé a estudiar circuitos con impedancias y me dí cuenta que la falta de una rama definida en la impedancia hacía difícil analizar un circuito hecho principalmente de impedancias y admitancias (como los que se usan en análisis de fallas en sistemas de potencia). Así que empecé a soñar con un CSim que pudiese definir las ramas de las impedancias y las conductancias, y que tradujese el circuito completo a impedancias y que al mismo tiempo tuviese una manera más fácil de describir el circuito y de recuperar las respuestas. Le pedí a Per que hiciera eso para mí y me respondió: "¡Házlo tu mismo!". Y lo hice. Aquí está: un simulador hecho justo para hacer eso. ¡Ya no hay necesidad de inventar un corto circuito al lado de cada impedancia para tener la corriente a través de esa impedancia!  He aquí cómo se usa:

PASOS PARA RESOLVER UN CIRCUITO

  1. El primer paso para resolver un circuito con ZAC es numerar todos los nodos, empezando en el 0 que es la tierra. Entonces, cuando ya has numerado todos los nodos, empiezas a partir de el número del último nodo a numerar todas las ramas de los siguientes elementos: resistores, conductancias, impedancias, admitancias, inductores, fuentes dependientes o independientes de voltaje. Por ejemplo, si tienes tres nodos, numéralos 0, 1 y 2. Si tienes dos resistores y una fuente de voltaje, entonces sus ramas son 3, 4 y 5. ¿Ves? Es fácil. Escribe esos números al lado de los nodos y los elementos en el dibujo de tu circuito, porque vas a necesitar recordar cómo los asignaste. Hasta ahora, no se ha apretado ninguna tecla en la HP.
  2. [ DESC ] - Este es el segundo paso para resolver un circuito y es cuando la HP aparece: "Tataaaan!" Aprieta DESC y un descriptor de circuitos aparecerá diciendo "Describe all elements" que quiere decir "Describe todos los elementos", y eso es lo que tú vas a hacer, escogiendo los elementos uno por uno y dándole al programa los datos para cada uno. El programa hará dos cosas: primero, tratará automáticamente de describir todos los elementos en notación de CSim de tal forma que tú no tengas que enredarte la vida con eso; y segundo, traducirá todo resistencia, conductancia y admitancia a su equivalente en impedancia. ¿Por qué? Porque este es un programa basado en impedancias.
    1. Tu escribes resistor de 10 Ohm, y el programa escribe impedancia de (10,0).
    2. Tu escribes conductancia de 20 Mho, y el programa escribe impedancia de (0.05,0).
    3. Tu escribes admitancia de (2,-2) Mho, y el programa impedancia de (0.25,0.25).
    4. Tu escribes impedancia de (1,1),  y el programa escribe justo eso.

Debes estar consciente de que en aquellos elementos que tengan una rama definida, esta rama se define desde el nodo que metes como primero hacia el nodo que metes como último, y esa es la forma en que se te dará la respuesta de la corriente. Cuando hayas terminado describiendo el circuito, aprieta CANCEL y verás en el stack una serie de listas. Esa es la descripción del circuito.

  1. [ STOC ] - Ahora que la descripción del circuito está en el stack, debes almacenarla en una variable llamada 'Circuit'. Haces esto apretando STOC.
  2. [ STOw ] - Ahora almacena la frecuencia colocando su valor (un número real sin unidades de medida) en el stack y apretando STOw. La frecuencia es importante sólo si tienes capacitores e inductores en el circuito. De otra forma, tú puedes almacenar cualquier valor y no tendrá efecto sobre el circuito.
  3. [ AC ] - Este es el paso siguiente y el más importante. Cuando tú aprietas AC pasan tres cosas. Primero, la descripción del circuito es analizada. Segundo, el análisis de corriente alterna se realiza. Tercero, las respuestas se extraen y se almacenan en variables con nombres de la forma a#, donde # es el número del nodo y de la rama, en un directorio llamado ANSWERS. Al final del último mensaje debes apretar la tecla [VARS]. Los valores de las variables significan esto: a) Si el número del nombre de la variable corresponde a un nodo, entonces el valor de la variable es el voltaje en ese nodo con respecto al nodo 0. (Por eso es que el nodo 0 no aparece, porque su voltaje con respecto a sí mismo es siempre 0 voltios). b) Si el número del nombre de la variable corresponde a una rama, entonces el valor de la variable es la corriente a través de la rama definida desde el nodo que has escrito como primer nodo hasta el nodo que has definido como segundo nodo en el paso número dos (DESC). Si quieres más información sobre cualquier impedancia o fuente de voltage, tan sólo tienes que apretar [More] y luego meter el número de rama de la impedancia o fuente de voltage en la cual estás interesado: el programa calculará y presentará en el stack la Z, I, V, S, P, Q y fp de esta impedancia o fuente de voltage dada. Repítelo para tantas impedancias o fuentes de voltage como desees. Cuando termines de ver las respuestas, puedes apretar [Done] en el menú de variables de ese directorio y éste se va para siempre.
  4. [ Info ] - Lo mismo que [ More ]. Requiere que estés dentro del directorio 'Answers'.
  5. [ CLEAR ] - Si el user flag 1 está clear, entonces el programa creará un directorio y realizará todas sus operaciones dentro de él, borrándolo cuando el análisis esté terminado. Así que nunca verás ninguna variable excepto 'Circuit' y 'w'. Así, si el user flag 1 está clear, CLEAR es inútil. Pero en algunas ocasiones tú querrás ver la matriz de impedancias y ese tipo de cosas. En esos casos, pon set el user flag 1. Las variables usadas permanecerán en la memoria de usuario. Cuando quieras borrar estas variables, aprieta CLEAR y ellas se irán. Para poner set el user flag 1 escribe 1 SF y para ponerla clear escribe 1 CF.

[ ABOU ] es sólo algo de información sobre mí y sobre cómo encontrar otros programas en mi página. Todos gratis...

SALVAR EL CIRCUITO PARA USARLO MÁS ADELANTE

Tan sólo copia el contenido de la variable 'Circuit' a una variable con otro nombre y ya está. Cuando quieras usar esa descripción del circuito otra vez, salva el contenido de esa variable otra vez en una variable llamada 'Circuit' y ejecuta ZAC. ¿Acaso no es fácil?

¿PREGUNTAS?

Este programa trabaja bien, pero úsalo bajo tu propio riesgo. Si tienes alguna pregunta, envíamenla a  hplus@i.am Además visita mi página en la red en http://i.am/hplus y http://pagina.de/Perez-Franco y si eres estudiante de la UTP (mi universidad) entonces http://w3.to/utp

:o) ¡Buen provecho!

Roberto Perez-Franco (HPlus!)
http://i.am/HPlus HPlus@i.am icq#14607303
Universidad Tecnológica de Panamá - Marzo 17, 1999.

P.S. Si crees en la paz, entonces visita http://w3.to/pax y únete!