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ELECTRICITAT A L’ORDINADOR XABIER PÉREZ / FRANCESC PÉREZ TEMA 03

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TEMA 03 Práctica 01. INTRODUCCIÓN al EWB. Pel disseny de circuits analògics és habitual i gairebé imprescindible l’ús de softwares específics. Aquest tipus de simuladors/emuladors permeten generar dissenys de gran complexitat però de fàcil anàlisi. En aquesta sessió es treballarà amb un d’aquests softwares, anomenat Electronics WorkBench. 1. CONCEPTOS GENERALES Obtención del SW Electronics WorkBench 5.12 Puede obtenerlo del perfil de la asignatura en el Campus o bien del servidor del aula. La instalación no conlleva ninguna dificultad y se han de aceptar las opciones por defecto. Descripción de la pantalla La pantalla del Electronics Workbench (EWB) consta de los siguientes elementos: Menús: ubicado en la parte superior, incluye las funciones básicas para abrir o

cerrar archivos, guardar, editar, etc. (Refiérase a los manuales para una descripción de cada una de las funciones (F1).

Barra de herramientas de circuitos: inmediatamente debajo de la barra de

Menús, contiene algunas de las funciones más utilizadas como abrir archivos, guardar, imprimir etc.

Barra de componentes: es el tercer renglón de la pantalla. En esta barra de

herramientas se encuentran agrupados todos los componentes que utiliza el EWB:

FUENTES [Sources] tanto de voltaje como de corriente, controladas e

independientes.

COMPONENTES PASIVOS [Basic] como resistencias, capacitores, bobinas, potenciómetros, transformadores, etc.

DIODOS [Diodes] que incluye diodos zener, SCR, DIAC, TRIAC y puentes

de diodos. PUERTAS LÓGICAS GENÉRICAS [Logic Gates]. AND, OR, NOT, … INDICADORES [Indicators], que cuenta con un voltímetro, un

amperímetro, un foco, un led, display de 7 segmentos, un buzzer y displays de barras.

INSTRUMENTOS [Instruments]: multímetro, generador de funciones,

osciloscopio, analizador de espectros…

Ventana de circuito, donde se dibuja el circuito que con el que se va a trabajar.


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2. CIRCUITOS RESISTIVOS

Circuito con fuente de voltaje independiente Como ejemplo de simulación obtener el voltaje VAB en la resistencia RL del siguiente circuito:


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2.1 Colocar los componentes. Necesitamos colocar cuatro resistencias, una batería y el símbolo de tierra. En la barra de componentes seleccionar el bloque de componentes pasivos

(tiene el símbolo de una resistencia, BASIC). “Arrastre” cuatro resistencias hacia el área de trabajo (ventana de circuito).

En la barra de componentes seleccionar el bloque de fuentes (tiene el símbolo de una batería, SOURCES). “Arrastre” una batería y el símbolo de tierra. En el área de trabajo tenemos los seis componentes.

2.2 Girar los componentes.

Tenemos que girar dos de las resistencias, para ello hacemos lo siguiente: Colocar el cursor sobre la resistencia que se desea girar y oprimir el botón

izquierdo del mouse. La resistencia debe adquirir un color rojo.

Oprimir las teclas CTRL-R al mismo tiempo. La resistencia girará 90 grados. Otra forma de hacer la rotación es utilizar el comando que para tal efecto se encuentra en la barra de herramientas de circuitos.

Repetir los pasos anteriores para la segunda resistencia. El aspecto ahora del

circuito es como sigue:


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2.3 Conectar los componentes. Para conectar los componentes seguir el siguiente procedimiento: Colocar el cursor en el terminal superior de la batería. Cuando el cursor se

convierta en una flecha y la terminal se resalte (aparezca un punto en la terminal), oprima el botón izquierdo del mouse y arrastre el cursor al terminal izquierdo de la primera resistencia. El aspecto del circuito es como sigue:

Siga el procedimiento anterior para conectar el resto de las terminales. Ha de

quedarle así.

Una vez hechas las conexiones puede mover los componentes para que el circuito aparezca de una forma más ordenada. [Si las conexiones siguen caminos tortuosos recomendamos activar el grid de la pantalla, a través del menú Circuit en la opción Schematic Options, habilitar el comando Show grid. Colocar los componentes de manera que sus terminales coincidan con los puntos de la pantalla]


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2.4 Etiquetar los componentes y agregar texto.

Para poner la etiqueta RL seguir los siguientes pasos:

Colocar el cursor sobre la resistencia que se desea etiquetar y oprimir dos veces seguidas el botón izquierdo del mouse.

Una vez desplegada la pantalla de propiedades de la resistencia seleccionar la opción Label.

En el renglón Label escribir la etiqueta deseada: RL.

Para agregar texto:

Seleccionar el bloque de

varios en la barra de componentes y seleccionar la opción Text Box (tiene una A mayúscula en negritas).

Arrastrar la letra A hacia el área de trabajo y hacer un doble CLICK sobre ella, con esto se despliega el bloque de texto.

Escribir una letra A y luego la opción OK.

Mover la letra A la posición deseada.

Repetir los pasos del anteriores para la letra B.

2.5 Cambiar los valores de los componentes. Para cambiar el valor de los componentes se sigue el mismo procedimiento para etiquetarlos sólo que en esta ocasión se utiliza la opción Value de la pantalla de propiedades.


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2.6 Agregar el voltímetro. Del bloque indicadores en la barra de componentes seleccionar el voltímetro y arrastrarlo a la posición deseada. Hacer la conexión siguiendo el procedimiento descrito en el punto 2.3.

2.7 Activar la simulación. Colocar el cursor sobre el interruptor de encendido (en la parte superior derecha de la pantalla) y oprimir el botón izquierdo del mouse. Con esto se inicia la simulación y debe aparecer el voltaje deseado: 3.633 V.

EJERCICIOS. Responda a las preguntas en un documento WORD adjunto y súbalo al Campus. Añada los dibujos de los circuitos en cada caso (para copiar un circuito, seleccione con el ratón el área del tapiz deseada y use el menú Edición para copiar o bien CTRL + C). Llame al documento:

SMIX1_ELECT_T03_P1_Apellido_Nombre EJERCICIO 1. 1. Encuentre la herramienta Multímetro (en la librería

Instruments).

2. Arrastre el Multímetro al tapiz de dibujo y clicke dos veces sobre él.

3. Para qué creen que sirven las opciones A, V y Ω?

4. Sitúe el Multímetro en paralelo con el Voltímetro del

ejemplo anterior. Configúrelo para realizar la medición del voltaje que cae sobre RL. Da el mismo valor que antes?

5. Cómo situaría el Multímetro ahora para medir la Resistencia Equivalente (Req) del circuito vista desde la fuente de alimentación?


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6. A partir de los resultados anteriores, aplique la Ley de Ohm y encuentre las corrientes IRL, que pasa por la resistencia RL, y ITOT, que es la que entrega la fuente al circuito.

7. Según lo visto en el laboratorio, cómo situaría el Multímetro para medir la

corriente que pasa por RL? Y la que sale de la fuente? Impleméntelo sobre el circuito y compruebe si se verifican los resultados del apartado anterior.

8. Fíjese que en la librería Indicadores, existe el instrumento Amperímetro.

Coloque en el circuito tantos como necesite para medir la corriente que pasa por cada resistencia.

9. Recuerda qué quería decir el concepto de polaridad? Qué pasa si realiza las

conexiones de uno de los Amperímetros al revés? Compruébelo.

10. Podría explicar la diferencia entre Multímetro, Voltímetro y Amperímetro?

EJERCICIO 2. Implemente el circuito de la figure y averigüe los voltajes y corrientes en cada una de las resistencias (R1 = 330Ω, R2 = 1kΩ). Responda a las preguntas siguientes: a) Cuál es el valor de la Req vista desde la fuente? b) ¿Cuál es el valor de VR1? y de IR1? c) ¿Cuál es el valor de VR2? y de IR2? d) ¿Se verifica que V= VR1 + VR2? e) ¿Qué conclusión extrae de los resultados

anteriores? f) Cuál sería el valor de VR1 y VR2 si las resistencias

fueran iguales? g) Verificación de la Ley de Ohm: compruebe que

VR1=R1·IR1 y que VR2=R2·IR2 EJERCICIO 3. Implemente el circuito de la figure y averigüe los voltajes y corrientes en cada una de las resistencias (R1 = 330Ω, R2 = 1kΩ). Responda a las preguntas siguientes: a) Cuál es el valor de la Req vista desde la fuente? b) Cuál es el valor de VR1? y de IR1? c) ¿Cuál es el valor de VR2? y de IR2? d) ¿Se verifica que V= VR1 + VR2? e) Cuál es el valor de la corriente I que entra y

sale de la fuente de alimentación? f) Se cumple que I = IR1 + IR2? g) ¿Qué conclusión extrae de los resultados anteriores? h) Verificación de la Ley de Ohm: compruebe que VR1=R1·IR1 y que VR2=R2·IR2

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