Simulación de distintos sistemas físicos con SIMUSOL

Abstract

El Simusol es un programa que facilita la descripción de circuitos y su simulación numérica. Fue inicialmente producido para el estudio de sistemas solares a parámetros concentrados desde el punto de vista térmico. No obstante, el simulador puede ser utilizado para el estudio de otros sistemas físicos como los eléctricos, aire húmedo, etc. Tampoco existe inconveniente en encarar la simulación de mezclas de sistemas diferentes. En este trabajo se presenta la generalización de la representación gráfica utilizada en el Simusol con el fin de que el usuario sea capaz de generar sus propios símbolos para los elementos, sin necesidad de modificar la programación, incorporando las fórmulas que definen su comportamiento, de manera que la representación de sistemas mixtos puede llevarse a cabo con sencillez y sea de fácil interpretación visual. Como ejemplo de sistema térmico-eléctrico se presenta un circuito para la simulación del funcionamiento de un termistor como instrumento de medida de temperaturas. Con el circuito, se estudia la constante de tiempo de la medida, el fenómeno de autocalentamiento del termistor y la influencia de la radiación solar. Se comprueba que la simulación del termistor constituye por si misma un elemento valioso para el diseño de termómetros que usan termistores así como la optimización de sus condiciones de funcionamiento. El Simusol también puede ser utilizado como una herramienta de enseñanza poderosa, permitiendo la presentación de ejemplos prácticos con una buena interacción entre el experimento simulado y el estudiante, por lo que se constituye en un importante auxiliar de clase. El caso del termistor ilustra este punto.

Simusol is a program where circuits can be graphically described and simulated using a numerical solution. It was initially used for the study of solar thermal systems but it can also be used to study other physical systems and even an interactive mix of them. In this paper a generalization of the graphical representation is presented, where the user can generate his symbols to be used in the representation of physical systems not considered in the standard Simusol version. As an example of an electric-thermal system, a circuit representing a thermistor used for temperature measurements is discussed. The time constant of the instrument, the thermistor self-heating and the changes introduced when it is heated using solar radiation are discussed using the Simusol simulator. The thermistor simulation becomes a valuable tool for the design of the instrument and the optimization of the different parameters. Simusol can also be used as a powerful teaching tool, allowing the presentation of practical examples with a high degree of interaction between the simulated experiment and the students.