Monta circuitos con fuentes, resistencias, condensadores, bobinas, diodos, transistores, operacionales, transformadores, paneles solares y sensores, y mídelos como en el taller: con voltímetro, amperímetro y osciloscopio. Todo se calcula en este navegador.
- Añade y coloca. Pulsa un componente de la izquierda y arrastra su cuerpo. La barra Espacio o la tecla R (o «Girar» en el panel de propiedades) giran 90° lo seleccionado, también mientras lo arrastras. Para seleccionar varios, arrastra un rectángulo sobre el fondo (con Mayús se añaden a la selección) o pulsa los componentes con Mayús. La vista se mueve arrastrando con el botón central del ratón (aparece la mano), con el derecho o, sin nada seleccionado, con Espacio + arrastrar; en pantallas táctiles, con un dedo, y se amplía con la rueda o pellizcando. Doble clic en un componente: cambiar el nombre.
- Proyecta en clase. El botón «⛶ Proyectar» de la barra de herramientas o de encima del circuito (o la tecla F), pone el circuito a pantalla completa sin paleta ni paneles; quedan el osciloscopio, la pausa y el zoom. Los interruptores y potenciómetros siguen funcionando. Se sale con Esc o con «✕ Salir».
- Menús. Arriba, como en AutoCAD, están los menús Archivo (nuevo, abrir, guardar, lámina, imprimir y LTspice), Editar (deshacer, copiar, pegar, girar…), Ver (símbolos IEC o ANSI, tensiones en color, tema, zoom, biblioteca y proyectar), Simulación (pausar, paso, reiniciar y punto de trabajo), Análisis (osciloscopio, fasores, Bode, curvas y tolerancias), Prácticas (ejemplos, asistentes, retos y averías) y Ayuda. A su derecha, la barra de acceso rápido tiene en iconos lo más usado: nuevo, abrir, guardar, imprimir, deshacer, rehacer, pausar, paso, reiniciar, punto de trabajo y osciloscopio. El botón Ω muestra los datos del laboratorio.
- Paneles. La biblioteca de la izquierda y el panel de propiedades de la derecha funcionan como en Altium: arrastra su cabecera para dejarlos flotantes y suéltalos junto a su borde de la ventana para acoplarlos (también con doble clic en la cabecera o con el botón ⧉). Acoplados, su ancho se cambia arrastrando el borde; flotantes, con la esquina inferior derecha. El panel de propiedades solo aparece cuando hay algo seleccionado, y la biblioteca se oculta con «« y vuelve con «Componentes ›». La disposición se recuerda en este navegador.
- Conecta. Los cables se dibujan como en Altium o KiCad. Pulsa un terminal: sale un cable que sigue al ratón con un codo en ángulo recto. Cada pulsación en el fondo fija una esquina; Espacio cambia el codo (primero horizontal o primero vertical) y Retroceso quita la última esquina. Al acercarte a un terminal el cable se engancha a él (aparece un círculo) y ves el trazado que quedará; pulsa para terminar. Si terminas sobre un cable se crea un punto de unión, y si pulsas dos veces en el mismo sitio el cable acaba en un punto de unión libre desde el que puedes seguir. Si pulsas un terminal y después otro sin hacer esquinas, el programa traza el cable solo. Arrastra cualquier tramo de un cable para moverlo en paralelo; al mover un componente, sus cables le siguen sin perder los ángulos rectos. «Trazado automático», en el panel de propiedades, olvida las esquinas de un cable.
- La masa es imprescindible. Es la referencia de 0 V; todas las tensiones de las sondas se miden respecto a ella. Si falta, se toma como referencia el borne − de la primera fuente y se avisa.
- Configura. Al seleccionar un componente, el panel de propiedades (a la derecha) muestra sus valores. Se admiten prefijos:
4k7, 2,2M, 100n, 10u o 10µ, 5m. Los mandos deslizantes (potenciómetro, luz de la LDR, temperatura de la NTC, irradiancia del panel) actúan en marcha. El panel también muestra la tensión, la corriente y la potencia del componente.
- Vatímetro. Por defecto es el Eastron SDM120, un contador monofásico de carril DIN: se alimenta de la tensión que mide, así que solo se enciende entre 184 y 276 V de alterna, y consume 2 W. Su botón (pulsa la pantalla) pasa por kWh, V, A, W, Hz y factor de potencia. Como alternativas de sobremesa están el GW Instek GPM-8213 y el Yokogawa WT310E, con escalas automáticas, continua y alterna y cuatro magnitudes a la vez (W, V, A y PF), y el vatímetro ideal, que solo da la potencia media. En el panel de propiedades se ven además Q, S, cos φ (inductivo o capacitivo) y la energía. La bobina amperimétrica (I+ e I−) va en serie y la voltimétrica (V+ y V−) en paralelo; los asteriscos marcan los terminales que se unen. Los circuitos guardados antes de esta versión conservan su vatímetro ideal.
- Fuente de laboratorio. Por defecto es la PeakTech P 6220 del taller (1,5 a 15 V, corriente limitada a 2 A). En el panel de propiedades se elige la consigna de tensión y, en los modelos que lo permiten (Korad KA3005D, Rigol DP711, Keysight E36103B), el límite de corriente. Sus pantallas muestran la tensión y la corriente que salen de verdad: mientras la carga pide menos que el límite trabaja a tensión constante; si pide más, la corriente se queda en el límite y la tensión baja (los modelos con indicador encienden CC). El interruptor del frontal la enciende y la apaga. No absorbe corriente, como las fuentes reales. Ejemplo: «Fuente de laboratorio: tensión y corriente constante».
- Diagrama fasorial. Muestra los fasores (valor eficaz y ángulo de la componente fundamental) de voltímetros, amperímetros, pinzas, vatímetros y sondas, y además la tensión y la corriente de cada generador de alterna, que es la referencia por defecto: así el φ que aparece al abrirlo es el del circuito completo. En trifásica sin neutro añade V1N′, V2N′ y V3N′, las tensiones simples respecto al neutro virtual, para ver el φ de la carga en triángulo. «⎘ A la lámina» lo copia, con sus valores, al plano.
- Captura del osciloscopio. El botón «⎘ A la lámina» de la ventana del osciloscopio copia la pantalla, con sus escalas, y la tabla de medidas si está a la vista, y la coloca a la derecha del circuito. Se mueve como un componente, su tamaño se cambia con «Ancho» en propiedades y sale en la lámina, el PDF y las imágenes. Puedes hacer varias capturas (por ejemplo, antes y después de cambiar un valor).
- Multímetro. Tiene las tres bornas de uno de taller (A, COM y VΩ) y un selector que se gira pulsándolo sobre el esquema (con Mayús, hacia atrás) o desde el panel: tensión continua y alterna (10 MΩ de entrada, así que carga un poco los circuitos de alta impedancia, como uno real), corriente continua y alterna por la borna A (en serie; con más de 10 A se funde el fusible, y se cambia desde el panel), resistencia (inyecta 1,2 V a través de 1 kΩ: mide con el circuito sin tensión), prueba de diodos (≈ 1 mA; un diodo de silicio marca unos 0,6 V y al revés «OL») y continuidad (pita por debajo de 50 Ω). En «Modelo» se elige el aparato: por defecto el Kaise MY64 del taller (3½ dígitos, escalas de 200 mV a 1000 V, de 2 mA a 10 A y de 200 Ω a 200 MΩ, y en alterna valor medio × 1,11, que solo es exacto con senoidales), o un Fluke 87V o 117 de verdadero valor eficaz y 6000 cuentas, o uno ideal. La lectura se muestra con la resolución de la escala adecuada, y al seleccionarlo se ve la precisión de la hoja de datos.
- Trifásica. El generador trifásico (grupo «Fuentes») da tres tensiones de igual valor desfasadas 120° (secuencia directa L1-L2-L3), en estrella con neutro o en triángulo; se ajusta con la tensión entre líneas. La carga trifásica (grupo «Pasivos») se conecta en estrella o en triángulo y se define por la potencia de cada fase, el factor de potencia y su tensión nominal: con potencias distintas queda desequilibrada. El botón «Fasores» abre el diagrama fasorial de los voltímetros, amperímetros y vatímetros del circuito (o, si no hay instrumentos, de las tensiones de fase y corrientes de línea del generador), con el desfase φ entre la tensión y la corriente que elijas y sus potencias activa, reactiva y aparente.
- Mide. El voltímetro se conecta en paralelo y el amperímetro en serie, como en el taller. El vatímetro tiene las dos bobinas: la amperimétrica (I+, I−) va en serie y la voltimétrica (V+, V−) en paralelo con la carga; marca la potencia activa media, P = V · I · cos φ en alterna. La pinza amperimétrica se intercala en un cable y lleva la corriente al osciloscopio convertida en tensión, con la sensibilidad elegida (por ejemplo, 100 mV/A), como las pinzas de osciloscopio del taller. Ambos miden en continua (valor medio) o en alterna (valor eficaz). La sonda mide la tensión de un punto respecto a masa y la lleva al osciloscopio (que admite tantos canales como sondas pongas y tiene cursores T1 y T2 para medir Δt, 1/Δt y la diferencia de cada canal), que da también valores máximos, mínimos, pico a pico, medios, eficaces y la frecuencia. El osciloscopio es una ventana flotante: arrástrala por la barra de título, cambia su tamaño desde la esquina o acóplala con ⇲. Sus mandos giran con la rueda del ratón, arrastrando arriba o abajo, o con las flechas del teclado; doble clic en un mando lo pone en automático (o en cero). Hay un mando VOLTS/DIV y otro de POSICIÓN por canal, con acoplamiento CC/CA, y mandos de TIEMPO/DIV, posición horizontal y nivel de disparo, con selección de canal y flanco. Activa «Ver en el osciloscopio» en un voltímetro o amperímetro para ver también su señal.
- Simula en el tiempo. La simulación avanza continuamente. «Velocidad» fija cuánto tiempo simulado pasa por cada segundo real: en automático, un periodo de la señal más rápida por segundo, o tiempo real si solo hay continua. El selector «Arranque» decide cómo empieza: en régimen permanente de continua (lo habitual en SPICE, ideal para amplificadores y fuentes) o con los condensadores descargados y las bobinas sin corriente (para ver cargas, descargas y osciladores). «Reiniciar» vuelve a ese estado.
- Familias de curvas y trazador I-V. En «Curvas», un segundo parámetro convierte el barrido en una familia de curvas. La pestaña «Trazador I-V» mide un transistor, un MOSFET, un JFET o un diodo aparte, en un banco de pruebas virtual: curvas IC-VCE para varias IB, ID-VDS para varias VGS o la curva I-V del diodo o del zener, con la recta de carga, los límites del componente (potencia, corriente y tensión máximas) y la ganancia β o la transconductancia.
- Asistentes de diseño. «Asistentes» calcula un 555 astable (frecuencia y ciclo de trabajo), un filtro RC o Sallen-Key (frecuencia de corte), un amplificador en emisor común (ganancia, IC y VCC) o un amplificador con operacional (ganancia). Muestra cada paso con su fórmula, normaliza a valores comerciales, monta el circuito en una pestaña y lo comprueba en el simulador. En el modo aprendizaje, que el profesor puede bloquear con contraseña, el alumno escribe primero su cálculo de cada componente y solo ve la solución cuando acierta.
- Tolerancias. El botón «Tolerancias» da a cada resistencia, condensador o bobina un valor al azar dentro de su tolerancia y repite el cálculo cientos de veces (Monte Carlo). Muestra el histograma de la salida (una tensión en continua, la ganancia a una frecuencia o la frecuencia de corte), su dispersión, el peor caso, el porcentaje de circuitos dentro de unos límites y qué componente influye más.
- Espectro y distorsión. En el osciloscopio, la pestaña «Espectro» descompone un canal en sus armónicos (análisis de Fourier, como la orden .four de SPICE): componente continua, fundamental, armónicos hasta el 50.º en % o en dB, valor eficaz total, factor de cresta y THD. Se calcula sobre los últimos periodos completos de la fundamental (la del generador, o la que escribas). Si el canal es una corriente y hay una tensión en pantalla, añade la potencia activa, el factor de potencia y su descomposición en cos φ1 y factor de distorsión. Ejemplos: «Rectificador con filtro: armónicos de la corriente de red» y «Regulador de luz con triac» (con diac DB3).
- Averías ocultas. En «Averías», el profesor marca fallos en los componentes (una resistencia abierta, un condensador en cortocircuito o con fuga, un diodo con fuga, un transistor con la base abierta, una mala soldadura…) y los bloquea con una contraseña. El alumno ve el circuito normal: solo midiendo descubre qué falla, y en el mismo panel indica el componente y la avería para comprobarlo. Con el bloqueo se pueden desactivar las lecturas directas (colores de tensión, valores al seleccionar y punto de trabajo), para que haya que medir como en el taller.
- Analiza. «Punto de trabajo» calcula el circuito en continua y muestra la tensión, la corriente y la potencia de cada componente, con el balance de potencias. «Bode» obtiene la respuesta en frecuencia entre un generador y una sonda, con la frecuencia de corte. «Curvas» varía un valor y representa una medida: curva I-V del panel, característica del diodo, divisor con potenciómetro…
- Usa componentes reales. Escribe en «Buscar componente» una referencia o una característica, por ejemplo «BC547», «zener 12» o «7805», y pulsa el resultado para añadirlo. El botón de la biblioteca abre el catálogo completo por familias, con las características de cada componente, la procedencia de sus datos y su modelo SPICE. Al seleccionar un componente, «Modelo» lo cambia por otra referencia real, y «Parámetros del modelo SPICE» permite retocarlo; si lo modificas, deja de ser la referencia original. El botón + guarda el componente seleccionado en «Mis componentes». En la biblioteca también puedes importar modelos SPICE (.model) de LTspice o de los fabricantes.
- Respeta los valores máximos. Los componentes de la biblioteca llevan sus límites de la hoja de datos: potencia de las resistencias, corriente de diodos y LED, IC y VCEO de los transistores, tensión de los condensadores, polaridad de los electrolíticos… Si se superan, el componente se marca en rojo con ⚠, y el aviso aparece en el panel de propiedades y en «Punto de trabajo». El simulador no «quema» el componente: solo avisa.
- Exporta a LTspice. El botón «LTspice» genera un netlist (.cir) con los mismos modelos que usa el laboratorio. En LTspice, ábrelo con «File › Open» eligiendo el tipo «Netlists (.cir, .net…)» y pulsa «Run». Las sondas dan nombre a sus nudos, así que en LTspice aparecen como V(vs), V(vout)…, y cada amperímetro como I(nombre).
- Pestañas, lámina y archivos. Funcionan igual que en el Laboratorio lógico: hasta 12 pestañas, lámina normalizada A4–A0 con el cajetín de la Escuela (doble clic sobre él para editarlo), impresión a escala, PDF vectorial, PNG y SVG. «Guardar» descarga un archivo JSON.
- Pregunta a Gemini. «✦ Explicar con Gemini» copia una descripción completa del circuito, con valores, conexiones y punto de trabajo, y abre Gemini para pegarla. Gemini no puede modificar nada.
El motor de cálculo
El laboratorio resuelve el circuito por análisis nodal modificado, el mismo método que SPICE, con Newton-Raphson para los componentes no lineales. El transitorio usa integración BDF2 de paso fijo. Los modelos son los mismos que exporta a LTspice:
- Diodos 1N4007 y 1N4148 con los parámetros de la biblioteca de LTspice.
- LED de cada color ajustados a su tensión directa con 10 mA.
- Zener con tensión de ruptura ajustable.
- Transistores con el modelo de Ebers-Moll y β ajustable.
- MOSFET de nivel 1.
- Operacional de ganancia 10⁵ que satura en sus tensiones de alimentación.
- Panel fotovoltaico con el modelo de un diodo.
- Transformador ideal con inductancia magnetizante.
Con los componentes de la biblioteca se usan sus parámetros reales: modelo de Gummel-Poon para los transistores bipolares (IS, BF, BR, NF, NR, ISE, NE, ISC, NC, IKF, IKR, NK, VAF, VAR, RB con RBM e IRB, RC, RE), modelo VDMOS para los MOSFET (Vto, Kp, λ, mtriode, Rd, Rs y diodo interno), JFET de Shichman-Hodges (Vto, β, λ, B, PB, Rd, Rs), diodos con resistencia serie, ruptura, inyección alta (IKF) y recombinación (ISR), operacionales con su ganancia, GBW, velocidad de subida, márgenes de salida y offset, reguladores con su caída mínima y el 555 con sus umbrales. Los Darlington, tiristores, triacs y los componentes marcados como «macromodelo» o «transistores» usan el subcircuito SPICE completo del fabricante: el laboratorio lo despliega elemento a elemento (transistores, diodos, fuentes dependientes…), igual que LTspice. Las capacidades internas y los efectos de temperatura de los modelos SPICE no se simulan, pero se conservan al exportar a LTspice. El panel solar se ajusta a los cuatro puntos de su hoja de datos (Voc, Isc, Vmp, Imp) y se corrige con la temperatura de célula.
Los resultados se han contrastado con ngspice. Límites: no modela temperaturas internas, capacidades parásitas ni ruido. Con el modelo de comportamiento del operacional, el diagrama de Bode usa su GBW y una sola frecuencia de corte. La lámpara se trata como una resistencia fija (la de su punto nominal). Máximo: 120 componentes y 400 conexiones.
Símbolos
IEC 60617, la norma habitual en España, dibuja la resistencia como un rectángulo. ANSI/IEEE 315 la dibuja en zigzag. El selector de la cabecera cambia también potenciómetros, LDR, NTC, lámparas y operacionales.
Teclado
R gira la selección. Supr la elimina. Ctrl+Z deshace y Ctrl+Y rehace. Ctrl+C, Ctrl+V y Ctrl+D copian, pegan y duplican. Ctrl+A selecciona todo, Ctrl+S guarda y Ctrl+P imprime. Esc cancela una conexión. La barra espaciadora, el botón central o el derecho, arrastrando, mueven la vista.
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LTspice es una marca de Analog Devices. Esta aplicación es independiente y no utiliza su código: solo genera archivos que LTspice puede abrir.