Práctica 6

-En esta practica vamos a analizar circuitos en serie y paralelo de segundo orden. Al analizar estos circuitos podemos ver como el resultado puede ser de 3 formas distintas: Sistema sobreamortiguado (E>1), sistema críticamente amortiguado (E=1) y el sistema subamortiguado. Para entender y visualizar estos resultado realizaremos algunos ejercicios:

2.1. Circuitos RLC serie

-El circuito a simular en este ejercicio es el siguiente:

a. Ejercicio: sistema sobreamortiguado.

Como podemos observar vamos a calcular la corriente del circuito para observar que el resultado es una respuesta sobreamortiguada. Al realizar la simulación obtenemos la siguiente gráfica:

Después de esto mediante la fórmula  para hallar el coeficiente de amortiguamiento calculamos el valor teórico de E:

E=1.2

b. Ejercicio: sistema subamortiguado

En este ejercicio hemos realizado el mismo circuito que en el ejercicio anterior pero cambiando el valor de la resistencia y simulando el circuito obtenemos como resultado esta gráfica:

A continuación obtenemos el valor del coeficiente de amortiguamiento utilizando de nuevo la fórmula para circuitos RLC serie:

E=0.1

c. Ejercicio: sistema críticamente amortiguado

Para este ejercicio utilizamos la formula del coeficiente de amortiguamiento para hallar R1 cuando E=1 de lo que obtenemos que 

R=10.

Al simular el circuito observamos que la gráfica que obtenemos es de un sistema críticamente amortiguado:

2.2 Circuitos RLC paralelo

Para los siguientes ejercicios realizaremos un circuito tal que así:

a. Ejercicio: sistema sobreamortiguado

En este ejercicio tenemos que simular el circuito de arriba y hallar la tensión en los extremos del condensador, obteniendo la siguiente gráfica:

Ahora calculamos el valor del coeficiente de amortiguamiento (E) utilizando la formula propia de los circuitos en paralelo y obtenemos que

E=1.25

b. Ejercicio: sistema subamortiguado

En este ejercicio calculamos el valor que ha de tener R1 para que el circuito sea subamortiguado, para ello utilizamos como referencia que E=0.6 entonces nos da que 

R1=8.3k ( Aunque el sistema será subamortiguado cuando R1>5k) 

Con este valor de R1 realizamos la simulación obteniendo:

c. Ejercicio: sistema críticamente amortiguado

Ahora vamos a calcular R1 cuando E=1, despejando en la fórmula obtenemos que 

R1=5k

Simulamos el circuito dándole este valor a R1 obtenemos la siguiente gráfica:

Práctica 3

Ejercicio 1:

2.1Calculo de corrientes y tensiones por Time Romain

1ºEn primer lugar dibujamos el circuito y para calcular las tensiones y las corrientes por “Time domain” elegimos esta opción en la ventana de simulatión settings, así:

 

2º En segundo lugar para medir la corriente y la tensión  debemos colocar los marcadores de tensión y corriente , primero unos y después otros:

3ºUna vez colocados los marcadores de tensión, presionamos el botón de Run , para que se active el osciloscopio en Pspice y nos de los siguientes datos:

 4º Ya tenemos las tensiones de las resistencias, ahora para conseguir las corrientes repetimos el procedimiento pero utilizando los marcadores de corriente en lugar de los de tensión , Pspice nos mostrara entonces los siguientes datos:

 

2.1.Calculo de tensiones y corrientes por el método de Biast Point

1ºSí en vez de utilizar el método de “Time Romain”  preferimos utilizar el de  “Bias Point” en la ventana de simulatión settings elegimos la opción de “Bias Point”:

2ºTras esto pulsamos los botones para obtener las tensiones y las corrientes , obteniendo así las tensiones y las corrientes propias del circuito:

 

 

2.1.Cálculo de tensiones y corrientes por Biast Point

1ºEn primer lugar dibujamos el circuito y para calcular las tensiones y las corrientes por “Time domain” elegimos esta opción en la ventana de simulatión settings así:

 

2º En segundo lugar para medir la corriente y la tensión  debemos colocar los marcadores de tensión y corriente , primero unos y después otros

3º Una vez colocados los marcadores de tensión , presionamos el botón de Run , para que se active el osciloscopio en Pspice y nos de los siguientes datos:

4º Ya tenemos las tensiones de las resistencias, ahora para conseguir las corrientes repetimos el procedimiento pero utilizando los marcadores de corriente en lugar de los de tensión , Pspice nos mostrara entonces los siguientes datos: 

2.2.Calculo de tensiones y corrientes por el método de Bias Point

1ºSí en vez de utilizar el método de “Time Romain”  preferimos utilizar el de  “Bias Point” en la ventana de simulatión settings elegimos la opción de “Bias Point”:

 

2ºTras esto pulsamos los siguientes botones para obtener las tensiones y las corrientes  obteniendo así las tensiones y las corrientes propias del circuito

 

 

Ejercicio 2

 

2.1 Cálculo de la resistencia equivalente del circuito

1ºSe dibuja el circuito añadiendo una fuente tensión (VSRC) de valor 0, también es necesario indicar mediante un termina (VCC-CIRCLE por ejemplo) el nodo de salida, nos quedará por tanto algo así:

2º Tras dibujar el circuito, nos vamos a la ventana de Simulation Settings y seleccionamos la opción “Bias Point” como Analisis Type y la opción de Calculate small-signal DC gain . En el campo “From Input source name “escribimos el nombre de la fuente de tensión, en nuestro caso V2 , y en el campo “To Output variable” el valor de V(SALIDA) :

3ºUna vez configurado el tipo de análisis, ejecutamos la simulación pulsando “Run” y examinamos el fichero de salida (OutputFile) , en Pspice . Este fichero nos genera una salida ; Si nos fijamos en el final del fichero observamos los valores de la resistencia entrada vista por la fuente de tensión V2 y la resistencia de salida , dando como resultado una resistencia de 731,7 ohmios entre A y B

2.2 Calculo resistencia equivalente circuito

1ºDibujamos el circuito:

2º Introducimos dos fuentes de tensión (VSR) con un voltaje de 0 v , entre los terminales A-B y D-C , y el campo de salida en un nodo al que llamaremos (SALIDA)

 

3ºTras dibujar el circuito, nos vamos a la ventana de Simulation Settings y seleccionamos la opción “Bias Point” como Analisis Type y la opción de Calculate small-signal DC gain . En el campo “From Input source name “escribimos el nombre de la fuente de tensión, primero el caso de V1, y en el campo “To Output variable” el valor de V(SALIDA) :

4º Y nos da en pspice el siguiente resultado:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Práctica 4

-En la siguiente práctica calcularemos corrientes, tensiones y resistencias de los circuitos haciendo un barrido de estos y visualizándolos en la herramienta osciloscopio.

Para montar los circuitos hacemos click en "place->part" para colocar los componentes (en el grupo R las resistencias, en VDC el generador de tensión y en IDC el generador de corriente) y en "place->ground" encontramos la toma de tierra. Los componentes se giran pulsando ctrl+R, mientras que los valores se cambian haciendo doble click.

Una vez tenemos el circuito, pulsamos "pspice->new simulation" para crear el perfil de simulación. En el tipo de análisis elegimos “DC Sweep”, seleccionamos el nombre del componente y definimos su intervalo, así como el valor del incremento. Después, colocamos las marcas de corriente y/o tensión. Acto seguido, pulsamos "pspice->run" y nos aparecerá la gráfica en el osciloscopio (PSPICE A/D).

Ejercicio 1. Barrido en I de una fuente de corriente.
Realizar un barrido DC de la fuente de corriente I1 de -10mA a 10mA, con un incremento de 0,5mA.
En el caso de que I1=5mA ¿Cuáles son los valores de tensión y corriente por R4?

Solución: Si I1=5mA, V(R4)=2,63 e I(R4)=2,63mA

Ejercicio 2. Barrido en V de una fuente de tensión.
Calcular V1 para que I(R4) sea nula.

Ejercicio 3. Barrido de una R.
Realizar un barrido en R2 desde 1k hasta 20k, con un incremento de 1k. Visualiza la tensión y la
corriente en R2.

-Realiza otro barrido ampliando el rango desde 1k hasta 3000k.

· ¿Para qué valor R2, V(R2)=5V?

Solución: R2=10k 

· ¿Para qué valor R2, V(R2)=10V?

                                     Solución: R2 -> infinito (circuito abierto) 

· ¿Cuál es el valor de R2 que produce que la Pconsumida por R2 sea máxima?

                                 Solución: R2=Rth=10k; Pmax=2,5mW 

Ejercicio 4. Barrido de una R.
Calcula el valor de R2 para que I(R2)= 4mA.

Solución: R2=166,542 (ohmios).

Práctica 2

En la siguiente práctica calcularemos las corrientes y tensiones de los circuitos mediante la herramienta “Bias Point”.
Para montar los circuitos hacemos click en "place -> part" para colocar los componentes (en el grupo R las resistencias, en VDC el generador de tensión y en IDC el generador de corriente) y en "place->ground" encontramos la toma de tierra. Los componentes se giran pulsando ctrl+R, mientras que los valores se cambian haciendo doble click.
Una vez tenemos el circuito, pulsamos  para crear el perfil de simulación. En el tipo de análisis elegimos “Bias Point”. Acto seguido, pulsamos  y nos aparecerán las tensiones de cada nodo y la corriente de cada componente.

 Ejercicio 1. Dibujar el circuito y simular mediante “Bias Point”.

 



Ejercicio 2. Calcular la corriente que pasa por R3 mediante “Bias Point”.

Solución: I(R3)=1000mA
Nota: Si queremos que solo muestre las corrientes desactivamos la siguiente herramienta [V] y dejamos la contigua ([I]) activada.

 

 

Ejercicio 3. Calcular la tensión en los nodos mediante “Bias Point”.

Nota: Para que solo muestre las tensiones de los nodos, desactivamos [I] y dejamos activa [V]solamente .

Práctica 1º

1º¿Qué es PSpice? Spice surge como un programa capaz de resolver ecuaciones que describen un circuito, a través de una breve descripción del mismo , PScipe ha evolucionado hacia un entorno gráfico: Schematics y Capture permiten realizar nuestros circuitos sin tener necesidad de conocer la sintaxis PSpice

2º Elementos del Pspice Student 9.1. El programa está compuesto por las aplicaciones siguientes:

 

2.1º Capture Student Capture Student es la aplicación del programa que nos permite la creación de circuitos electrónicos en un entorno gráfico.

2.2. Menú File Este menú contiene los comandos que nos permiten trabajar con lso ficheros, pudiendo realizar operaciones como: abrir, guardar, cerrar un archivo ya existente o bien crear uno nuevo.

2.3 Menú Edit Este menú nos ofrece una serie de posibilidades acerca de la edición del circuito con el que estamos trabajando

2.4. Menú View En este menú se encuentran las opciones referentes a la visualización del programa.Podemos configurar qué es lo que queremos ver y cómo lo queremos ver.

2.5. Menú Place Este menú contiene las opciones acerca de la inserción de componentes o elementos en el circuito.

2.6.Menú Pspice En el se encuentran las opciones relacionadas con la simulación del circuito y las herramientas que nos permiten verificar y preparar el circuito para su correcta simulación.

2.7.Pspice A/D Pspice A/D es la aplicación que nos permite visualizar las señales y formasde onda que tienen lugar en cualquier punto del circuito tras la simulación.

2.8.Menú File Este menú contiene los comandos que nos permiten operar con los ficheros: abrir un fichero , salvarlo, cerrarlo...

2.9 Menú Simulation En este menú podemos encontrar las opciones que nos proporciona sobrre la simulación: configurar la simulación, comenzarla,hacer una pausa...

2.10.Menú Trace En este menú encontramos las opciones referentes a las formas de onda que queramos represantar en la pantalla

2.11.Menú En este menú encontramos las opciones sobre los ejes de coordenadas y los trazos donde se representan las señales