OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей

Если строка во входном файле начинается со звездочки (*), то она является строкой комментария, а не исполняемой команды. Комментарий может быть помещен также в конце командной строки после точки с запятой (;). При описании команд PSpice в квадратные скобки […] заключаются необязательные компоненты, в угловые скобки <…> — компоненты, которые необходимо ввести обязательно. Если в конце командной строки помещена звездочка, это означает, что компонент может повторяться.

Задачи

1.1. Для схемы на рис. 1.38 найдите ток I. Ваш входной файл на PSpice должен включать команды для непосредственного вывода тока. Проверьте результат, найдя ток из выражений V₁₂/R₁ и V₂₃/R₂.

Рис. 1.38

1.2. Для схемы на рис. 1.39 найдите мощность, потребляемую от каждого источника питания V₁ и V₂. Ваш входной файл на PSpice должен включать команды для вывода тока через каждый источник. Проверьте результат, найдя мощность, выделяемую во всех резисторах. Мощность для каждого резистора определите из выражений I²R и V²/R.Рис. 1.39

1.3. Для схемы на рис. 1.40 найдите V_ab (напряжение Тевенина) и R_ab (сопротивление Тевенина). В вашем входном файле должен быть отражен метод, предложенный в данной книге для определения этих значений.

Рис. 1.40

1.4. Для лестничной схемы на рис. 1.41 найдите входное сопротивление R_IN (сопротивление со стороны источника питания). Включите во входной файл команды, которые позволяют непосредственно вывести входное сопротивление.

Рис. 1.41

1.5. Для схемы на рис. 1.42 найдите напряжение V₁₂. Оно может быть определено просто как V(1)–V(2). Проверьте результат, включив во входной файл команды для непосредственного определения тока через R₂.

Рис. 1.42

1.6. Для схемы на рис. 1.43 найдите ток через резистор в 6 Ом и напряжение v.

Рис. 1.43

1.7. Для схемы на рис. 1.44 найдите напряжение v₂₃ и ток i.

Рис. 1.44

1.8. Для схемы на рис. 1.45 найдите напряжение на резисторе R₄.

Рис. 1.45

1.9. Для схемы на рис. 1.46 найдите напряжение n_аb.

Рис. 1.46

1.10. Для схемы на рис. 1.47 найдите напряжение v_ab и сопротивление R_ab, соответствующие теореме Тевенина.

Рис. 1.47

1.11. Для схемы на рис. 1.48 найдите эквивалентную схему Тевенина относительно полюсов а и b.

Рис. 1.48

2. Анализ цепей на переменном токе (для установившихся синусоидальных режимов)

Spice показывает напряжения узлов на постоянном токе без всяких специальных команд, поскольку определение напряжений постоянного тока является необходимым для получения рабочих точек в транзисторных схемах и при решении других традиционных задач. Но если вы хотите провести анализ на переменном токе, необходимо специально задать это в условиях моделирования. Вводный пример показывает, как это делается.

Последовательная RL -цепочка на переменном токе

Последовательная цепь на рис. 2.1 содержит источник напряжения в 1 В, включенный последовательно с резистором R и катушкой индуктивности L. Последовательная RL-цепочка может служить, например, схемой замещения для реального дросселя. Компоненты схемы характеризуются значениями R=1,5 Ом; L=5,3 мГн и f=60 Гц. Необходимо найти ток в цепи и полное сопротивление реального дросселя. Входной файл имеет вид:

AC Circuit with R and L in Series (Coil)

V 1 0 AC 1V

R 1 2 1.5

L 2 0 5.3mH

R3 2 0 5k

.AC LIN 1 60Hz 60Hz

.PRINT AC I(R) IR(R) II(R) IP(R)

.END

Рис. 2.1. Последовательная RL-цепь при питании от источника гармонического напряжения

Команда .AC в нашем случае обеспечивает линейную вариацию значений в диапазоне от 60 до 60 Гц, то есть одну точку. Команда .PRINT предусматривает печать значений различных величин в этой точке:

I(R) — амплитуда тока;

IM(R) — также амплитуда тока;

IR(R) — действительная часть тока;

II(R) — мнимая часть тока;

IP(R) — фазовый угол тока.

Если Вы хотите выразить подобным образом падение напряжения V₂ на индуктивности, можно записать:

V(2) — амплитуда падения напряжения на индуктивности (между узлами 2 и 0 соответственно);

VM(2) — также амплитуда тока этого напряжения;

VR(2) — действительная часть напряжения;

VI(2) — мнимая часть напряжения;

VP(2) — фазовый угол напряжения.

Запустите моделирование на PSpice. Узловые напряжения в выходном файле показаны как нулевые. Это означает, что они не содержат постоянных составляющих. Токи источников напряжения и мощности также не содержат постоянных составляющих (и они равны 0). Интересующая нас часть результатов моделирования дает FREQ=60 Гц для частоты и I(R)=0,4002 А для амплитуды переменного тока источника питания. Действительная часть комплексного тока равна IR(R)=0,2403 А, мнимая его часть составляет II(R)=–0,3201 А, а фазовый угол равен IP(R)=–53,1°.