Practicas de PSPICE GRUPO 6_Curso 2013

PRÁCTICA 3:

APLICACIÓN DE PSPICE AL CÁLCULO DE CIRCUITOS EN CONTÍNUA

1.Cálculo de las tensiones de nodo e intensidades de rama

En PspiceStudent, para calcular las tensiones de nodos y las corriente es posible utilizar dos tipos de análisis: Bias Point y Time Domain(Transient).

1. Bias Point: Realiza el cálculo del punto de trabajo del circuito, por lo que proporciona el valor de la tensión en los nodos del circuito, la intensidad de los componentes, así como la potencia total disipada (visibles en el fichero Output).

2. Time Domain(Transient): Donde se puede simular un circuito durante un intervalo de tiempo determinado y luego obtener el resultado gráfico de las corrientes y tensiones en función del tiempo.

Ejercicio 1.1

Calcular las tensiones de nodo e intensidades de rama del circuito.

Fig. 1.1

Simulamos el circuito de la Fig. 1.1 haciendo un análisis Time Domain(Transient) que se utiliza para estudiar el comportamiento del circuito a lo largo del tiempo, como tiempo por defecto de duración de la simulación lo dejamos en 1000ns, tiempo suficiente para un circuito DC.

, una vez hecho lo anterior le damos al botón en la Run PSpice, de la barra de herramientas.

El programa ejecuta la simulación y para poder ver los resultados, activamos Enable Bias Current Display[I] y Enable Bias Voltage Display[V].

Finalmente se obtiene la solución de ejercicio:

Ejercicio 1.2

Calcular las tensiones de nodo e intensidades de rama del circuito:

Fig. 1.2

Siguiendo el mismo procedimiento que en ejercicio anterior llegamos a la siguiente solución:

También es posible ver los valores de tensión en los nodos y las corrientes del circuito desde la aplicación PspiceAD.

Después de hacer la simulación haciendo un análisis en Time Domain, abrimos la ventana de PSpice A/D Lite, y dentro de la barra de menús y le damos la opción Trace>>Add Trace.

, seleccionamos las tensiones que queremos saber. Ver en la parte inferior de la ventana Add Traces en Trace Expression hemos seleccionado:

I(I1) I(I2) I(I3) I(R1) I(R2) I(R3) I(R4) I(R5) I(R6) I(R7) I(V1) I(V2)

Obtenemos los siguientes gráficos:

Gráfico para las corrientes

Para poder ver los valores de forma numérica, vamos dentro de la barra de herramientas seleccionamos Toggle Cursor

Y en la parte inferior izquierda de la pantalla aparecerá una tabla con los valores de las intensidades con sus correspondientes valores.

Gráfico para las tensiones

Aplicando el mismo procedimiento obtenemos los valores numéricos de las tensiones.

2. Cálculo de la resistencia equivalente

Ejercicio 2.1

Dado el siguiente circuito, hallar la resistencia equivalente mediante Pspice vista desde los terminales A-B.

Fig. 2.1

Para calcular la resistencia equivalente con PSpice tenemos que poner una fuente test en serie con los terminales de la entrada y especificar una variable de salida

1. Debemos dibujar el esquema del circuito introduciendo una fuente de tensión (VSRC) de valor 0 en CC y 1 en CA. Además debemos indicar con un terminal del tipo (VCC_CIRCLE) el nodo de salida.

1. En la ventana Simulation Settings realizamos un análisis tipo Bias Point, seleccionamos la opción General Settings y también la opción Calculate small-signal DC gain.

Dentro de Calculate small-signal DC gain, ponemos en el campo fuente de entrada (From Input source name) el valor V1 y en el campo variable de salida (To Ouput variable) el valor V(SALIDA).

1. Ejecutamos la simulación y examinamos el fichero de salida (OutputFile)

Al final del fichero de texto tenemos los siguientes valores:

Si observamos donde pone INPUT RESISTANCE, el valor de la resistencia vista desde los terminales de entrada A-B es 3,73kΩ.

Ejercicio 2.2

Calcular con Pspice de la resistencia vista desde los terminales A-B y desde los terminales C-D del siguiente circuito:

Fig. 2.2

La metodología empleada para la resolución del ejercicio es exactamente igual que el caso anterior por lo que obviaremos algunos pasos.

Igual que en el ejercicio anterior introducimos una fuente test en serie con los terminales de entrada y especificamos la variable SALIDA.

Definimos un análisis tipo Bias Point y ponemos en el campo de entrada V1 y en el de salida V(SALIDA). Ejecutamos la simulación y examinamos el fichero de salida (OutputFile).

Por tanto el valor entre los terminales:

· A-B corresponde a la resistencia de entrada con un valor de 6.73k Ω

· C-D corresponden a la resistencia de salida con el valor de 2.08k Ω.

3. Simulación de un circuito con fuentes dependientes.

Las fuentes dependientes existentes en PSpice pueden generar funciones lineales o polinómicas. Tipos de fuentes disponibles en PSpice:

· Fuente de tensión controlada por tensión (E)

· Fuente de corriente controlada por corriente (H)

· Fuente de corriente controlada por tensión (G)

· Fuente de corriente controlada por corriente (F)

Debemos saber que para las fuentes controladas por intensidad se colocan en serie con la rama que nos proporciona la intensidad de referencia. Para las fuentes controladas por tensión se colocan en paralelo con el elemento que nos proporciona la tensión de referencia.

Ejercicio 3.1

Hallar la corriente que pasa por R2.

Fig. 3.1

(Ejercicio de fuente de intensidad dependiente por tanto se coloca en serie)

La fuente dependiente en este ejercicio es una fuente de corriente controlada por corriente (F), para la correcta colocación en el circuito observamos los terminales y lo ponemos en la misma polaridad que en el circuito de la Fig. 3.1

Simulamos el circuito haciendo un análisis Bias Point o Time Domain y activamos Enable Bias Current Display.

Obteniendo el siguiente resultado:

La corriente que circula por Ix (falta un poco de literatura)

La corriente que circula por R2 es 1mA.

Ejercicio 3.2

Hallar la tensión en Vo.

Fig. 3.2

(Ejercicio de fuente de tensión dependiente por tanto se coloca en paralelo)

En este caso la fuente dependiente es una fuente de tensión controlada por tensión (E), la polaridad de la tensión Vx y la fuente dependiente viene determinada en el dibujo del circuito en la Fig. 3.2.