Electricidad y Electrónica

hacer muchas pruebas en poco tiempo, y sin gastos, de modo que la experimen-
tación posterior con prototipos resulta más orientada a los fines prácticos.
Mencionamos aquí dos ejemplos opuestos (en tamaño, edad y potencia) de
software de uso libre, que se puede descargar gratuitamente de la Red, el Electronic
Workbench y el Quick Field.
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El primero, de Interactive Image Technologies LTD, canadiense, en su versión
de 1981, ocupa sólo 0,5 MB (megabyte); incluye aplicaciones analógicas y digi-
tales, y funciona tanto con el sistema operativo DOS, como con Windows. Una
columna de la pantalla ofrece elementos para arrastrar y poner en el circuito: re-
sistores, capacitores, inductores, transistores, amplificadores operacionales, trans-
formadores,  generadores,  pilas,  diodos  rectificadores,  luminosos,  Zener,
amperímetro, voltímetro, osciloscopio de dos canales de doble trazo en colores di-
ferentes (para repre¬sentar gráficamente la tensión en dos puntos del circuito a la
vez), y otros elementos.
La figura siguiente muestra un circuito sencillo con un amplificador operacio-
nal en conexión inversora, al que se le aplica, a la entrada, una tensión alterna de
1 kHz y 1 V de tensión de cresta, o amplitud.
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El lazo de realimentación negativa
del operacional es de 250 k, y la resistencia de entrada, de 25 k; entonces el
factor de multiplicación es de diez; y justamente la tensión a la salida, indicada
por el voltímetro, es de 7,071 V eficaces, cuyo valor de cresta, o amplitud, vale
2  7,701 = 10 V, exactamente diez veces la amplitud de entrada.
Los cables que van al osciloscopio se identifican en rojo y azul, en correspon-
dencia con los trazos en la pantalla.
E l e c t r i c i d a d   y   e l e c t r ó n i c a
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Simulación  del  servi-
cio de una cadena de
aisladores  de  porce-
lana. A la derecha, las
zonas de diferente in-
tensidad de campo e-
léctrico. A la izquierda,
las flechas indican la
dirección y el sentido
del  campo  en  cada
punto y un dado ins-
tante. 
l
Protoboard  simulado
por el programa Multi-
Sim, que permite a los
estudiantes  cometer
muchos errores inicia-
les,  y  aprender  de  e-
llos, sin destruir mate-
rial, un poco antes de
hacer  las  verdaderas
prácticas.
l
l
Aspecto  del  Electronic  Workbench,  o
banco virtual de pruebas. El dedo sobre el
interruptor, arriba, inicia la simulación. A la
derecha, los elementos disponibles, entre
ellos un punto de ramificación de conexio-
nes. Si se cometen errores gruesos de di-
seño  (cortocircuitos,  falta  de  tierra),  el
programa lo advierte.
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Esos programas (uno de ellos muy antiguo) son bastante avanzados. Hay numerosas variantes en Internet, muchas
de las cuales sólo se ofrecen gratuitamente durante períodos de prueba, para que los posibles compradores vean si
el producto les sirve. Después esos programas se paralizan, y sólo se pueden seguir usando si se los compra.
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A veces, a la tensión de cresta de una tensión sinusoidal se le dice semiamplitud, en vez de amplitud, para que no
se confunda con el valor de pico a pico, que es el doble.
Cap 16:Maquetación 1  08/10/2010  02:04 a.m.  Página 200

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Software para el estudio de circuitos y campos
El Quick Field 5.6 para estudiantes
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es un avanzado programa de cálculo gra-
tuito y libre, de uso muy sencillo. Hay una versión profesional que se compra, y
que difiere de la de estudio sólo en la precisión de los resultados. Para permitir la
descarga del programa, el proveedor pide los datos del solicitante; pero no los ve-
rifica, ni impone un registro; tampoco envía propaganda después. 
El programa, de un tamaño de más de 36 MB, además de resolver circuitos,
ofrece una planilla cuadriculada para que el usuario trace la geometría del problema
que le interesa, e imponga las condiciones de contorno. Finalizado eso, el programa
divide el área en zonas triangulares, cuyos vértices se llaman nodos, y en fracciones
de segundo resuelve un sistema de tantas ecuaciones como nodos existan, y pre-
senta los valores gráficamente. También es posible poner el cursor en el punto en
el que interese conocer el módulo o las componentes de la inducción magnética,
del campo eléctrico, o del potencial, y los valores aparecen escritos.
El programa acepta simetrías de traslación y de rotación, calcula capacitancias,
y tiene en cuenta la permitividad de los diferentes medios. Es útil para el diseño
de piezas sometidas a tensiones elevadas, y para estudiar la conducción térmica y
eléctrica a través de cuerpos de diferente forma, tamaño y conductividad.
P
ROPUESTAS DE ESTUDIO
16.1. ¿A cuántos decibeles de tensión equivalen 220 V? (pueden obtener la respuesta
por dos métodos diferentes; uno es hacer el cálculo, y el otro consiste en extraer el
dato de la escala del multímetro reproducida en este capítulo, sin hacer cuentas).
M a t e r i a l e s   e l é c t r i c o s
2 0 1
+
+
–
–
l
Imágenes del Quick Field. Izquierda, esquina metálica en aire. El campo eléctrico es máximo
cerca del borde. Derecha, esferas conductoras de 25 cm de diámetro, separadas medio metro;
una a tierra, y la otra a 10.000 V. Las líneas unen puntos del mismo potencial; por ejemplo, la equi-
potencial señalada corresponde a 7.500 V. En colores, la intensidad del campo eléctrico, unos
30 V/mm cerca de las esferas, y 15 V/mm en el medio.
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Una o dos veces por año, la compañía Tera Analysis publica una nueva versión mejorada del Quick Field. Las destinadas
a estudiantes son gratuitas, y de uso libre.
Pantalla digital que si-
mula  ser  analógica.
Permite una aprecia-
ción visual rápida de
una magnitud, sin in-
terpretar números. 
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Burbujas de aire atra-
padas en un aislador
de plástico. Abajo, es-
tudio realizado con el
Quick  Field    5.4  para
estudiantes. En el aire,
el campo eléctrico es
más intenso que en la
resina, como lo indica
el  programa  con  un
color diferente, y por
el hecho de que las lí-
neas  de  igual  poten-
cial  están  ahí  más
apretadas.  En  teoría,
el aumento está dado
por 3
/(2+1), donde 
es la permitividad re-
lativa de la resina; en
este caso, 3. 
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Cap 16:Maquetación 1  08/10/2010  02:04 a.m.  Página 201

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