OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей

Выходной файл показан на рис. 1.10. Напряжение V(4)=57,143 В и представляет собой V_Th. Выходное сопротивление относительно V(4) равно R_Th=128,6 Ом. Отметим, что как напряжение холостого хода, так и сопротивление цепи относительно выходных полюсов находятся при удаленном нагрузочном сопротивлении или при значении этого сопротивления столь высоком, что остальные сопротивления схемы становятся пренебрежимо малыми. 

**** 07/27/05 09:41:47 *********** Evaluation PSpice (Nov 1999) **************

Thevenin Analysis of Bridged-Tee Circuit

**** CIRCUIT DESCRIPTION

V 1 0 75V

R1 2 1 20

R2 2 3 100

R3 3 0 200

R4 3 4 100

R5 2 4 400

R6 4 0 1E8

.OP

.OPT nopage

.TF V(4) V

.END

**** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG С

NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE

( 1) 75.0000 ( 2) 70.0550 ( 3) 49.4510 ( 4) 53.5710

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

V   -2.473E-01

TOTAL POWER DISSIPATION 1.85E+01 WATTS

**** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = 27.000 DEG С

**** SMALL-SIGNAL CHARACTERISTICS

V(4)/V = 7.143E-01

INPUT RESISTANCE AT V = 3.033E+02

OUTPUT RESISTANCE AT V(4) = 1.286E+02

JOB CONCLUDED

TOTAL JOB TIME .05

Рис. 1.10. Выходной файл при моделировании схемы на рис. 1.9

По результатам анализа нарисуем эквивалентную схему для неидеального источника Тевенина, содержащую последовательно соединенные V_Th и R_Th. Ручной расчет вы можете провести самостоятельно.

Как вы думаете, просто исключив резистор R₆, решите ли вы тем самым задачу? Попытайтесь это сделать и посмотреть, изменится ли результат. Причина, по которой можно удалить R₆, состоит в том, что и в этом случае остается путь возврата от узла 4 на землю.

Замена цепей при применении теоремы Тевенина

Схема на рис. 1.11 показывает другие возможности применения теоремы Тевенина. В этой схеме величине R_L присваивается ряд различных значений и предлагается вычислить ток и напряжение нагрузки для каждого из них. Мы убедились, что нагрузочное сопротивление может быть удалено из схемы вместо замены его резистором с очень большим сопротивлением.

Рис. 1.11. Схема для замещения по теореме Тевенина 

Это можно еще раз проверить с помощью следующего входного файла:

Bridge-Circuit for Thevenin

V 4 3 40V

R1 1 2 100

R2 2 0 150

R3 1 4 200

R4 4 0 200

R5 2 3 50

.OP

.OPT nopage

.TF V(1) V

.END

Запустите анализ и нарисуйте по его результатам неидеальный источник напряжения Тевенина. Убедитесь, что вы обозначили все необходимые узлы. Результат должен соответствовать рис. 1.12. Выходные узлы обозначены как 1 и 0. Отметим, что напряжение холостого хода на узле 1 отрицательно относительно узла 0. PSpice дает для него значение V(1)=-2,9091 В. Команда .TF позволяет вычислить выходное сопротивление относительно V(1), равное 152,7 Ом, что соответствует значению сопротивления на рис. 1.13. Теперь мы можем изменять значение R_L в широких пределах и проводить расчеты для каждого значения вручную.

**** 06/14/99 10:05:31 *********** Evaluation PSpice (Nov 1998) **********

Bridge Circuit for Thevenin

**** CIRCUIT DESCRIPTION

V 4 3 40V

R1 1 2 100

R2 2 0 150

R3 1 4 200

R4 4 0 200

R5 2 3 50 .OP

.ОРТ nopage

.TF V(1) V

.END

NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE  NODE VOLTAGE  NODE VOLTAGE

( 1) -2.9091 ( 2) -13.0910 ( 3) -22.5450 ( 4) 17.4550

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

V   -1.891E-01

TOTAL POWER DISSIPATION 7.56E+00 WATTS

**** OPERATING POINT INFORMATION TEMPERATURE = 27.000 DEG С

**** SMALL-SIGNAL CHARACTERISTICS

V(1)/V = -7.273E-2

INPUT RESISTANCE AT V = 2.115E+02

OUTPUT RESISTANCE AT V(1) = 1.527E+02