Lezione PSPICE n.4

Lezione PSPICE n.4

Università degli Studi di Napoli Federico II CdL Ing. Elettrica

Corso di Laboratorio di Circuiti Elettrici

Dr. Carlo Petrarca

Dipartimento di Ingegneria Elettrica

Lezione 4

Cosa impareremo ….

1) Reti in regime sinusoidale 2) Generatori Vac e Iac

3) Induttore L, Condensatore C

4) AC sweep (analisi in frequenza) 5) Uso di VPRINT e IPRINT

6) Teoremi di Thevenin – Norton

Metodo simbolico

  M ^cos 

i t  I  t

  M ^cos 

v t V  t

j

I  I eM ^ j

V V e M ^

R

C

e(t)

L _+-

R Z

Zc

E

Z _+-

Z

L

R R

Spice usa il metodo simbolico per risolvere reti in regime sinusoidale

Esercizio 4.1

 

1( ) 4cos 300 ; ( ) 2sin 3001

v t  t i t   t  6 

La rete è a regime sinusoidale. Ricavare la tensione sul condensatore e l’intensità di corrente nell’induttore

Introduciamo i generatori VAC, IAC

DRAW  GET NEW PART  VAC

Attenzione! Il verso di riferimento per la corrente erogata è quello entrante nel morsetto +

DRAW  GET NEW PART  IAC

Fare doppio click sull’icona per :

 Assegnare ampiezza (ACMAG)

 Assegnare fase iniziale in gradi (ACPHASE)

 In questa fase non si assegna la frequenza

 



 



 

 2sin 300 6

1

t  t

   



 



 



 4cos 300 4sin 300 2

1

t  t

t v

Introduciamo i bipoli induttore [L] e condensatore[C]

DRAW  GET NEW PART  L DRAW  GET NEW PART  C

 Assegnare il valore (in Henry oppure in Farad)

nF

C 1 L 1H

 Sweep Type: Linear

 Total Pts=1

 frequenza (Start Freq = End Freq)

Per risolvere il circuito dobbiamo scegliere il tipo di analisi da effettuare: Analysis



L’analisi è fatta per un solo

valore di frequenza ^{f } ₂ ^{ 47.74Hz}



Simuliamo: Analysis



In Schematics non visualizziamo alcun risultato Se clicchiamo sule icone V e I, ricaviamo

solo la soluzione in DC

 Draw  Get New Part  Iprint

 Iprint ha funzione di amperometro

 Inserire Iprint in serie al bipolo.

 L’intensità di corrente misurata è quella con verso di riferimento uscente dal morsetto -

Visualizzare i risultati nel file .out

Per l’intensità di corrente si usa il componente Iprint

1) Doppio click su IPRINT

2) Abilitare AC [AC=y]

3) Abilitare la stampa di:

Ampiezza (Mag);

fase (Phase);

parte reale (Real);

parte immaginaria (Imag)

IPRINT deve essere abilitato

 Per visualizzare nel file .out il valore del potenziale di un nodo si usa il componente Vprint1

 Vprint1 va collegato al nodo del quale si vuole conoscere il potenziale

 Per visualizzare nel file .out il valore della tensione su un bipolo si usa il componente Vprint2

 Vprint2 ha funzione di voltmetro e va inserito in parallelo al bipolo

 Vprint1 e Vprint2 devono essere abilitati

 I valori sono riportati nel file .out solo se si compie un’analisi parametrica, un’analisi DC SWEEP o ACSWEEP, non se si fa la semplice analisi del tipo BIAS POINT DETAIL.

 **** AC ANALYSIS TEMPERATURE = 27.000 DEG C

 ********************************************************

 FREQ IM(V_PRINT4)IP(V_PRINT4)

 4.775E+01 2.000E+00 3.000E+01

 ********************************************************

 FREQ VM($N_0001,0)VP($N_0001,0)

 4.775E+01 6.036E+02 -6.057E+01

Il risultato è visibile nel file di output

 





 





i_{L C}

   



 



 

 



 



 

 ; 603.6cos 300 3 300 6

cos

2  

t t

v t

t

i_{L C}

Attenzione !!

Pspice calcola sempre il punto di lavoro in continua

Non creare circuiti con maglie contenenti solo generatori di tensione e/o induttori. Può non essere verificata la LKT

ERROR - Voltage source and/or inductor loop involving L_L1. You

Non creare un nodo che contenga solo generatori di corrente e/o condensatori. Può non essere verificata la LKC

Attenzione !!

Pspice calcola sempre il punto di lavoro in continua

Soluzione:

inserire in serie all’induttore L1 un resistore di resistenza molto piccola

Soluzione:

inserire in parallelo al generatore I1 un resistore di resistenza molto grande

Esercizio 4.2

Valutare la potenza complessa erogata dal generatore V2

       

1 20cos 2 100* ; 2 10sin 2 100* ;

v t   t v t   t

**** AC ANALYSIS TEMPERATURE = 27.000 DEG C

******************************************************

FREQ IM(V_PRINT3) IP(V_PRINT3) IR(V_PRINT3) II(V_PRINT3) 1.000E+02 3.374E+00 -3.051E+01 2.907E+00 -1.713E+00

FREQ VM(N_02,N_04) VP(N_02,N_04) VR(N_02,N_04) VI(N_02,N_04) 1.000E+02 1.000E+01 -9.000E+01 6.123E-16 -1.000E+01







2 1 2

1

2 j j j

I V

P      



 



  ^







 



2 1 2

1 _{90 30 60}

2 e e e j

I V

P   ^{j j}  ^j  



 



  ^{   }



Esercizio 4.3

Determinare il valore della capacità C per il quale la corrente erogata dal generatore è in fase con la tensione V1 (f=50Hz)

Suggerimento: Analisi parametrica, uso di Probe, uso di markers

C₁=20.6 µF C₂=1.25 mF

Esistono due valori di capacità che verificano la condizione richiesta

Teorema di Thevenin

Ricavare il circuito equivalente di Thevenin ai morsetti AB

 





v₁ 5sin 314

Calcolo dell’impedenza equivalente

L’impedenza equivalente ai morsetti AB si può valutare spegnendo i generatori interni e inserendo tra A e B un generatore di corrente unitario e valutando la tensione VAB

; se 1 1

AB AB

AB AB AB

AB

V V

Z I Z

I   

Attenzione ai versi di riferimento!

Calcolo della tensione a vuoto

La tensione a vuoto si può calcolare inserendo un generatore di corrente nulla e valutando al tensione su tale generatore

A

E ⁺_-

Z

0

AB

B

9 . 0 2

. 5 3

.

5 ^9.7

0

0 V e j

E  _AB  ^j  

4 . 9 9

. 6 7

.

11 e ⁵³ j

Z_AB  ^j  