PRÁCTICA 7: ANÁLISIS DE CIRCUITOS EN ALTERNA

 1. Introducción:

En esta práctica vamos a analizar el comportamiento de varios componentes (R,L,C) con una corriente alterna, y a aplicar el modo AC sweep de analizar un circuito.

  2. Comportamiento de R,L,C en alterna.

  2.1. Comportamiento resistivo.

En este apartado tenemos una resistencia en serie con una fuente de tensión alterna.

Colocamos una fuente de tensión VSIN, y una resistencia R.

Imagen de los componentes de el circuito

Aplicamos los valores correspondientes y unimos el circuito:

Circuito montado.

Despues de esto tenemos que hacer un analisis en el dominio del tiempo para ello pulsamos el boton pspice y cremos un nuevo perfil de simulación como queramos que se haga.

Despues volvemos a darle a pspice y a run para ver como funciona el circuito en una grafica de V/T.

 

  

2.2. Comportamiento inductivo.

En este apartado se colocaran una bobina y una resistencia en serie con una fuente de tensión alterna.

La fuente de tensión sera la VSIN y al igual que en el apartado anterior haremos un análisis tipo Time Domain viendo la tension y corriente en la bobina.

Colocamos los parámetros adecuados en un nuevo perfil de simulación.

Y colocamos los amperimetros y voltimetros necesarios.

Simulamos y obtenemos estas funciones desfasadas entre si.

3. Análisis de circuitos en alterna: AC Sweep

En este apartado gracias al modo de simulacion AC Sweep veremos la respuesta de un circuito dentro de un rango de frecuencias 

Ejercicio 2.3. Analisis AC.

Montamos el circuito:

Modificamos los valores de los componentes los unimos y le damos a Pspyce creamos un nuevo perfil donde especificamos que queremos hacerlo en el ámbito lineal, y ponemos la frecuencia y los pasos, después de darle a Run en el fichero de salida podemos ver los siguientes datos.

Ejercicio 2.4. Analisis AC.

Montamos el circuito.

Y volvemos a configurar los parámetros de la simulación:

Aceptamos le damos a Run y miramos los datos que nos aparecen.

Ejercicio 2.5. Análisis AC para varias frecuencias.

Montamos el circuito.

Configuramos el perfil de simulación.

Le damos a Run y podremos ver los datos siguientes:

PRÁCTICA 5:

CIRCUITOS DE PRIMER ORDEN

          1. Introducción:

En esta práctica vamos a analizar circuitos de primer orden en los que veremos como se produce la carga y descarga del condensador.

      2. Carga de un condensador:

Ejercicio 2.1 y su solución donde se visualiza la tensión y la corriente del condensador.

Esta grafica muestra en color verde la tensión en un extremo del condensador. Seleccionamos el voltímetro, lo colocamos en el extremo y le damos a “Run” o al símbolo de play.

Y esta gráfica también muestra en color verde la corriente que pasa por un extremo del condensador. Seleccionamos el amperímetro, lo colocamos en el otro extremo y le damos a “Run” o al símbolo de play.

Ejercicio 2.2 y su solución en ambas graficas, las cuales representan la tensión y la corriente en el condensador.

La gráfica primera indica la corriente y la segunda indica el voltaje

 Ejercicio 2.3: estudio de la constante de tiempo de carga.

Vamos a estudiar cómo afectan los valores de la constante de tiempo a la carga del condensador en el circuito del ejercicio 2.1 mediante diversas simulaciones con varios valores de la resistencia R3.

Realizaremos los siguientes pasos:

1.- vamos a utilizar un componente denominado PARAM de la librería SPECIAL. Una vez ya puesto en el circuito haremos doble click sobre el de modo que nos aparecerá una ventana con sus propiedades.

Una vez ya dibujado el circuito seleccionaremos dentro de las opciones de simulación de Time Domain,  Parametric Sweep, donde pincharemos en Global Parameter y escribiremos la resistencia que tenemos en el circuito R1.

Ahora marcaremos el tipo de barrido a realizar linear y damos valores que R1 tomará, que están comprendidos entre 1k y 20k, con incrementos de 1k.

 Una vez hecho este paso simulamos el circuito y nos queda tal que así:

                3. Descarga de un condensador

El siguiente circuito muestra el proceso de descarga de un condensador:

Ejercicio 3.1: Descarga de C

Hay que simular el circuito con un análisis tipo Time Domain, con Run Time = 100ms

Solución:

La grafica de la esquina superior derecha muestra la tensión en el condensador y la de la esquina inferior izquierda la corriente.

              4. Circuito de carga y descargar de un condensador.

Ejercicio 4.1: circuito de carga y descarga de un condensador con interruptores

Los nuevos elementos son de la librería EVAL: Sw_tOpen y Sw_tClose. Hay que visualizar la tensión el condensador, para ello se selección el tipo de análisis Time Domain y se realiza la simulación durante 15ms.

Solución: se observa la curva de carga y descarga de la tensión en el condensador.

Ejercicio 4.2: Circuito de carga y descarga de un condensador mediante generador de tensión.

En este ejercicio vamos a ver los procesos de carga y descarga de un condensador en un circuito sin interruptores pero donde los cambios de tensión se producen utilizando un generador de trenes de pulsos de tensión (VPULSE).

Solución: en la gráfica se observa en verde la carga y descarga de tensión que realiza el generador de trenes de pulsos en el condensador y en rojo la tensión en el extremo del condensador.

INTRODUCCIÓN

El pspice es un programa que te permite la simulación de circuitos.
Al descargar el programa, se instalan diversos tipos de "subprogramas" que te permiten realizar otra variedad de análisis.

Para nuestro trabajo hemos utilizado el "subprograma" Capture Student.

PRÁCTICA 1. INTRODUCCIÓN A PSPICE

• En primer lugar ejecutamos el programa “Capture Student” de PSpice

A continuación pulsamos sobre “Create Document” y se abrirá la pantalla de “New Project” donde escribiremos el nombre del proyecto y elegimos el tipo a utilizar (“Analog or Mixed A/D”). Presionamos “OK”.

Como consecuencia nos aparecerá una ventana donde tendremos que elegir la opción “Create a blank Project” y pulsar de nuevo “OK”

Al realizar estos pasos, sólo nos queda añadir la librería.

Al tener lista nuestra librería (donde tendremos todas nuestras herramientas) podemos ya disfrutar con nuestro proyecto en PSpice.

PRÁCTICA 3:APLICACIÓN DE PSPICE AL CÁLCULO DE CIRCUITOS EN CONTÍNUA.
En esta práctica realizaremos circuitos en corriente continua para ello seguiremos el mismo proceso de simulación que vimos en la "práctica2" con una pequeña variación, esta vez no utilizaremos el tipo de análisis Bias Point,ahora utilizaremos el tipo de análisis Time Domain.Como veremos en la siguiente imágen.

Para calcular las tensiones y corrientes entre nodos, utilizaremos el voltímetro y el amperímetro respectivamente, que se encuentran en la barra de herramientas.De este modo en el osciloscopio aparecerán las tensiones y las corrientes.Otro modo de verlas es utilizando el menú Pspice, pulsando Trace y Add traces como se ve en la imágen siguiente.


Cálculo de R equivalente:
Para calcular la resistencia equivalente entre dos terminales, se debe seguir el siguiente procedimiento:
Primero, cerramos el circuito colocando una fuente de tensión de valor 0V y colocando también un terminal de salida.
Posteriormente veremos como quedan los ejercicios a realizar.

Fuentes dependientes:
En este apartado de la práctica realizaremos el análisis del circuito con fuentes dependientes que en la teoría se representan como un rombo, pero en pspice quedaría de la siguiente forma:

Fuente de corriente controlada por corriente                         Fuente de corriente controlada por tensión

Fuente de tensión controlada por tensión                                Fuente de tensión controlada por corriente


A continuación, adjuntaremos los ejercicios correspondientes a la práctica3

EJERCICIOS DE LA PRÁCTICA 2:
4.1.Dibuja y simula mediante un análisis Bias Point el siguiente circuito.

SOLUCIÓN:

4.2-Encuentra el valor de la corriente a través de la resistencia R3 mediante un analisis Bias point

SOLUCIÓN:

4.3Calcula las tensiones en los nodos del siguiente circuito mediante un análisis Bias Point.





SOLUCIÓN:

PRÁCTICA 2:CONSTRUCCIÓN Y SIMULACIÓN DE CIRCUITOS EN DC.
En esta práctica simularemos un circuito, para ello primero seguiremos los pasos explicados en la "práctica1"
a los que haré una vaga referencia.Abriremos un nuevo proyecto en "analog or mixed" , colocaremos los componentes del circuito en cuestión de las librerías(source,analog...).
A la hora de simular haremos clic en el botón de la barra de herramientas "pspice" y luego en "new simulation profile".

A continuación le introduciremos un nombre y el siguiente paso es elegir el tipo de análisis que para esta ocasión se trata del análisis Bias Point.

Una vez pulsado en aplicar y aceptar, solo falta iniciar la simulación pulsando en el siguiente botón:

Con este paso la simulación habrá comenzado, ahora , cabe la posibilidad de conseguir sacar tanto la tensión como la corriente , accionando los siguientes botones V(tensión) e I(corriente).

Con esto ya tendríamos la simulación de un circuito.

A continuación realizaremos los ejercicios correspondientes a la práctica 2 con el anterior procedimiento.