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ANALISI DEI CIRCUITI IN REGIME STAZIONARIO CON PSPICE

ANALISI DEI CIRCUITI IN REGIME STAZIONARIO CON PSPICE. DIEE A.A. 2002-2003 Esercitazione N.3. Utilità di Pspice. Pspice risulta utile per il calcolo di tensioni di nodo e correnti di ramo solo quando sono noti i valori numerici di tutti i componenti dei circuiti.

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ANALISI DEI CIRCUITI IN REGIME STAZIONARIO CON PSPICE

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Presentation Transcript

  1. ANALISI DEI CIRCUITI IN REGIME STAZIONARIO CON PSPICE DIEE A.A. 2002-2003 Esercitazione N.3

  2. Utilità di Pspice • Pspice risulta utile per il calcolo di tensioni di nodo e correnti di ramo solo quando sono noti i valori numerici di tutti i componenti dei circuiti

  3. Analisi in regime stazionario • Bias point detail (calcolo del punto di lavoro). • DC sweep

  4. Elementi circuitali Part name Resistenza Attributi

  5. Generatori indipendenti Generatore indipendente di tensione continua Generatore indipendente di corrente continua

  6. Voltmetri Amperometri Voltmetro Amperometro

  7. Generatori Dipendenti Generatore di tensione controllato in tensione

  8. Amplificatori Operazionali Operazionale tipo 741 Part-name

  9. Fattori di scala • Per maggior comodità è possibile esprimere i valori numerici per mezzo di fattori di scala riportati in tabella

  10. Esercizio 1 • Usare Pspice per determinare le tensioni di nodo

  11. 2vX a vX b Esercizio 2: Determinare l’equivalente Thevenin del circuito

  12. Circuito in Pspice VTh

  13. Calcolo della Rth :Verifichiamo il generatore pilotato: La grandezza pilotante e’ interna o esterna ? INTERNA Quindi non possiamo passivarlo!!! Passiviamo solo il generatore indipendente ed eccitiamo il circuito con un Gen V1 = 1V V1 Valore arbitrario

  14. 2vX i0 vX Risolviamo col metodo delle maglie

  15. 2vX J1 i0 vX J2 J3 Calcolo della Rth

  16. Applichiamo la legge di Kirchhoff delle tensioni Per la maglia 1 vale -2Vx + 2( J1 –J2) = 0 Vx = J1 – J2 ma -4 J2 = J1 – J2 J1 = -3J2 Per le maglie 2 e 3 vale: 4 J2 + 2( J2 – J1) + 6 ( J1 – J3) = 0 6 (J3 - J2) + 2J3+ 1 = 0 Risolvendo J3 = - 1/ 6 A = - i 0 RTh = 1 V / i0 = 6 

  17. 2vX + VTh vX - Calcolo della VTh

  18. 2vX J3 + VTh vX J2 J1 - Applichiamo le eq. alle maglie

  19. Svolgendo i calcoli: • J1 = 5 • 2Vx +2(J3 – J2) = 0 Vx = J3 – J2 • 4(J2 – J1) + 2(J2 – J3) + 6 J2 = 0 ossia • 12 J2- 4 J1 - 2 J3 = 0 ma 4(J1 – J2) = Vx • Da cui J2 = 10 / 3 VTh = 6 J2 = 20 V

  20. Circuito Equivalente Thevenin a b

  21. Thevenin e Norton con PSpice Il Calcolo delle VTh e RTh si ottiene per via grafica attraverso il DC Sweep • Si disegna il circuito con Schematics • Si considera una coppia di nodi • Si inserisce un gen. di corrente o di tensione (sonda con part name ISRC) • Si effettua l’analisi Dc sweep, (es : corrente da 0 a 1 A con decrementi di 0.1 V) • Si effettua la simulazione del circuito con Simulate • Con Probe si visualizza il grafico della tensione su Ip sulla corrente Ip Vth e’ l’intercetta con l’asse delle tensioni Rth e’ la pendenza della retta

  22. Esercizio 2 Disegno del circuito in PSpice

  23. Costruzione circuito • Piazzare i componenti con Draw/ Get New part • Definire Part Name e attributi per tutti i componenti • Posizionare la massa

  24. Es: Inseriamo il generatore ISRC per il DC Sweep • Draw /Get newpart • Part browser advanced • Scegliere ISRC • Determinare l’attributo

  25. Analisi del circuito Dal menu Analysis/Setup apriamo il DC Sweep scegliamo una variazione lineare per il gen sonda di correnteSelezioniamo: Sweep type = LinearSweep var. type = Current source Name = I2Start value = 0End Value = 1Increment = .1quindi Analysys / simulate

  26. Analisys setup

  27. Sweep type and Sweep var. type

  28. Probe per visualizzare il grafico • Inizialmente abbiamo solo i valori in ascissa l’asse Y e’ vuoto • In ascissa abbiamo la variabile del gen e il range del DC sweep. • Selezioniamo Trace/ Add e aggiungiamo la tensione ai capi di I2 ossia la traccia VI2 • Si possono visualizzare altre tracce con Windows/ New • Cancellare le tracce con Edit /Delete

  29. Probe

  30. Add Trace

  31. Grafico Legame I2 ,VI2

  32. Dal grafico si ricava:VTh = l’intercetta = 20 V RTh = pendenza = (26 –20)/1 = 6 

  33. Calcoliamo il circuito equivalente Norton Consideriamo lo stesso circuito. Calcoliamo il Norton del Thevenin Si ha che IN = VTh / RTh In Generale ZTh = 1 / YNo Nel caso stazionario RTh = RN

  34. Circuito equivalente Norton IN = VTh / RTh = 20 / 6 = 3.333 A RTh = RN = 6 

  35. Calcoliamo il Norton con PSpice Poniamo stavolta un generatore di tensione sonda

  36. Dal menu Analysis/Setup apriamo il DC Sweep scegliamo una variazione lineare per il gen sonda di tensioneSelezioniamo: Sweep type = LinearSweep var. type = Voltage source Name = V1Start value = 0End Value = 1Increment = .1quindi Analysys / simulate

  37. Risultato

  38. Dal grafico si può ricavareIN = intercetta = 3.333 AGN = Pendenza = (3.33–3.16) / 1 = 0.17 S = (1 / RTh)

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