Práctica 5. Circuitos de primer orden

En esta práctica vamos a trabajar con ejemplos de circuitos de primer orden. En primer lugar, vamos a ver como se produce la carga y descarga de un condensador. Para ello, montaremos dos circuitos.

En el primero haremos la simulación de la carga de un condensador con el siguiente circuito:

Una vez hemos construido el circuito, haremos su simulación. Para ello iremos a la opción PsPice y crearemos una nueva simulación. Procedemos a hacer el análisis Time Domain y aplicamos un tiempo de 100ms. Acto seguido ejecutaremos en PsPice/Run.

Cuando hayamos ejecutado, se abrirá una nueva ventana donde podremos encontrar las gráficas. Para visualizarlas tendremos que hacer click en la opción Traces/Add Traces, o bien en el icono directo. Se nos abrirá una nueva ventana y en ella escogeremos las gráficas deseadas; en este caso, la tensión en el condensador C.

Obtenemos pues, el resultado del ejercicio:

Ahora vamos a ver el proceso de carga de un condensador en otro circuito distinto. Esta vez con el valor de la fuente de tensión en negativo. Creamos el siguiente circuito:

Realizamos el mismo procedimiento que en el ejercicio anterior. Creamos una nueva simulación en Time Domain y le asignamos un tiempo de 100ms. Ejecutamos y obtenemos la siguiente gráfica:

A continuación vamos a estudiar la constante de tiempo de carga. Tenemos que volver al primer circuito y realizaremos un análisis paramétrico. Con este tipo de análisis se consiguen resultados variando el valor de la resistencia R1.

Comenzamos el análisis paramétrico seleccionando el componente PARAM de la librería SPECIAL. Una vez situado en la zona de trabajo, hacemos doble click en él y editamos sus propiedades. Haremos click en New Column.

Se una ventana en la cual tenemos que definir el nombre de la variable, en este caso la resistencia R1, que denominaremos “Rval”. Y más abajo asignamos su valor: 1k. Una vez hecho esto, para terminar de asignar la variable, haremos click en Display y seleccionaremos la opción Name and Value.

                Al volver a la zona de montaje del circuito tendremos lo siguiente:

Ahora tenemos que hacer la simulación. En el análisis Time Domain seleccionaremos el tipo de variable (Sweep variable), que en este caso es Global parametrer. Marcamos el barrido lineal y definimos los valores que tomará la resistencia R1. Desde1k hasta 20k, con incrementos de 1k.

Al realizar la simulación, se abre la ventana de visualización de las gráficas. Añadimos la gráfica de la tensión en extremos del condensador y vemos como afecta el valor de R1 al tiempo de carga del condensador

Y para terminar la práctica, ahora vamos a visualizar la descarga de un condensador. Para ello diseñamos el siguiente circuito y lo simulamos con un análisis Time Domain durante un tiempo de 100ms

Ejecutamos la simulación y en la ventana de gráficas visualizamos la tensión en el condensador, obteniendo la siguiente gráfica de descarga del condensador: