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Boletín de Dinámica de Sistemas

CIRCUITOS ELÉCTRICOS Y ELECTROMAGNETICOS
EMPLEANDO MODELOS DE DINAMICA DE SISTEMAS

Basado en un modelo de simulación con Vensim


Claudio M. Enrique
cenrique@fiqus.unl.edu.ar

En este trabajo, se pueden ver otras ventajas de la Dinámica de Sistemas en el proceso de enseñanza - aprendizaje de la Física para, puntualmente, circuitos eléctricos y electromagnéticos.

Para ello, se van a adaptar los elementos clásicos de los citados circuitos, tales como resistencias óhmicas, capacitores, e inductancias, a los elementos del diagrama de flujos respectivo - niveles, flujos, variables auxiliares, flujos de información - .

Posteriormente a esta "traducción", se emplean las clásicas leyes de Kirchoff para circuitos.

Si bien en el trabajo existen varios modelos, se presentan a continuación dos de ellos.

El primero es un circuito RLC para corriente contínua. Siendo una de las gráficas obtenidas la de la carga q presente en el condensador:

Aprovechando el concepto de estructura genérica, se puede construír el siguiente circuito RLC de corriente alterna, donde la gráfica de la corriente i1 se presenta a continuación:

en donde se observa la presencia del estado transitorio, algo que normalmente no se muestra en los libros de Física.

Para finalizar, destaco las grandes ventajas que ofrece la Dinámica de Sistemas para el proceso de enseñanza - aprendizaje.

Es más: para dicho proceso en la Física, resulta atrayente el uso que se le puede hacer empleando el concepto de Estructura Genérica: primero en Mecánica el estudio de los Movimientos Oscilatorios Forzado, Amortiguado y Armónico - trabajo mío presente en la Biblioteca Virtual del Área de Dinámica de Sistemas - , con dos de los modelos presentados en este trabajo - Circuitos RLC para corriente continua y para corriente alterna - en Electromagnetismo .

Según Wikipedia los modelos de simulación con Dinámica de Sistemas tienen aplicaciones en prácticamente todas las áreas del conocimiento como podemos observar en los numerosos artículos publicados en los congresos anuales de la System Dynamics Society. Se trata de una potente herramienta para:

  • Enseñar a los reflejos del sistema de pensamiento de las personas que está siendo entrenado.
  • Analizar y comparar los supuestos y modelos mentales acerca de cómo funcionan las cosas.
  • Obtener una visión cualitativa sobre el funcionamiento de un sistema o las consecuencias de una decisión.
  • Reconocer arquetipos de sistemas disfuncionales en la práctica diaria.

    Los modelos permiten simular el impacto de diferentes políticas relativas a la situación a estudiar ejecutando simulaciones what if (¿qué pasaría si?) que permiten ver las consecuencias a corto y medio plazo, y ser de gran ayuda en la comprensión de cómo los cambios en un sistema lo afectan en el tiempo. En este sentido es muy similar al Pensamiento sistémico ya que se basa en los mismos diagramas de causales con bucles o lazos de retroalimentación (feedback). Sin embargo, estos modelos de simulación permiten además hacer simulaciones para estudiar el comportamiento de los sistemas y el impacto de políticas alternativas. Se utiliza en especial para investigar la dependencia de los recursos naturales y los problemas resultantes del creciente consumo a nivel global para mejorar el especial en el desarrollo de nuevos productos. Existe una gran variedad de marcas de software en el mercado que ayudan a aplicar esta herramienta de una forma amigable: Vensim, Stella, ithink, Powersim, Dynamo, etc.

    (*) Si lo desea puede solicitar información más detallada de este trabajo al autor del texto


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