Indice generale
Presentazione dell’edizione italiana ...................................................................................... ix
Prefazione ................................................................................................................................ xi
Capitolo 1
Analisi di circuiti in corrente continua con PSpice ................................................................ 1
Analisi di un circuito serie ....................................................................................................... 1
Legge di Kirchhoff delle tensioni per circuiti serie ..................................................... 1
Sorgenti ideali di corrente e tensione DC .................................................................... 1
Il resistore ..................................................................................................................... 1
Preparazione dello schema circuitale .......................................................................... 2
Disposizione dei componenti ....................................................................................... 4
Generazione dei dati numerici di uscita ...................................................................... 6
Visualizzazione dei risultati ......................................................................................... 9
Il file di uscita ............................................................................................................. 13
Analisi di un partitore di tensione resistivo .......................................................................... 13
Avvio della simulazione ............................................................................................. 14
Visualizzazione dei risultati dell’analisi .................................................................... 14
Un generatore di corrente applicato a un circuito serie ........................................................ 15
Attivazione dei dispositivi VPLOT ............................................................................ 16
Visualizzazione dei risultati dell’analisi .................................................................... 16
Analisi in transitorio (Transient Analysis) ................................................................ 17
Analisi PSpice di un circuito parallelo .................................................................................. 18
Legge di Kirchhoff delle correnti per i circuiti parallelo .......................................... 18
Visualizzazione dei risultati dell’analisi in transitorio .............................................. 18
Conduttanza/Resistenza equivalente di un circuito parallelo ................................... 19
Un circuito serie-parallelo ..................................................................................................... 20
iv
Indice generale
Sorgenti pilotate ..................................................................................................................... 21
Una sorgente di tensione controllata in tensione ....................................................... 21
Rotazione e immagine speculare della sorgente E .................................................... 22
Una sorgente di corrente controllata in corrente ....................................................... 24
Effetto di carico dei voltmetri nei circuiti ............................................................................. 26
Misure su circuiti a bassa resistenza con MMA e MMD .......................................... 27
Misure su circuiti ad alta resistenza con MMA e MMD .......................................... 27
Analisi parametrica ................................................................................................................ 28
Costruzione del circuito ............................................................................................. 28
Avvio dell’analisi ....................................................................................................... 29
Visualizzazione dei risultati dell’analisi .................................................................... 30
Il file di uscita ............................................................................................................. 31
Problemi ................................................................................................................................. 32
Capitolo 2
Teoremi per le reti in corrente continua ................................................................................ 45
Il principio di linearità ........................................................................................................... 45
Verifica di linearità ..................................................................................................... 46
Il principio di sovrapposizione .............................................................................................. 49
Il teorema di Thévenin ........................................................................................................... 52
Determinazione della tensione di Thévenin (primo esempio) .................................. 53
Determinazione della resistenza di Thévenin (primo esempio) ................................ 54
Determinazione della tensione di Thévenin (secondo esempio) .............................. 56
Determinazione della resistenza di Thévenin (secondo esempio) ........................... 57
Il teorema di Norton ............................................................................................................... 58
Determinazione della corrente di Norton .................................................................. 59
Determinazione della resistenza di Norton ............................................................... 60
Conversione dei generatori .................................................................................................... 61
Teorema del massimo trasferimento di potenza ................................................................... 61
Una sorgente ideale di tensione in un circuito .......................................................... 61
Una sorgente non ideale di tensione in un circuito ................................................... 63
Un’interpretazione errata da evitare .......................................................................... 64
Teoremi di Thévenin e del massimo trasferimento di potenza combinati ................ 64
Problemi ................................................................................................................................. 65
Capitolo 3
Transitori nei circuiti RC ed RL ............................................................................................ 71
Risposta di un circuito RC in transitorio ............................................................................... 71
Il circuito RC come integratore ................................................................................. 78
Il circuito RC come derivatore ................................................................................... 79
Treno di impulsi applicato a un circuito RC ............................................................. 81
Risposta di un circuito RL in transitorio ............................................................................... 83
Il circuito RL come integratore .................................................................................. 87
Il circuito RL come derivatore ................................................................................... 88
Impulsi di corrente applicati a una rete RL ............................................................... 90
Determinazione dei valori medi delle forme d’onda di corrente e tensione ........................ 92
Indice generale
v
L’interruttore in PSpice .......................................................................................................... 95
Problemi ................................................................................................................................. 96
Capitolo 4
Forme d’onda sinusoidali in circuiti resistivi ..................................................................... 107
Applicazione di una sorgente di tensione sinusoidale a un circuito resistivo .................... 107
Un problema ............................................................................................................. 109
Circuiti con più sorgenti sinusoidali di corrente o tensione ............................................... 113
Ritardo temporale e di fase nelle onde sinusoidali ............................................................. 115
La relazione tra ritardo temporale e sfasamento ..................................................... 117
Sistemi a fase multipla ......................................................................................................... 118
Un sistema bifase ..................................................................................................... 118
Un sistema trifase ..................................................................................................... 120
Derivazione e integrazione delle sinusoidi ......................................................................... 124
Problemi ............................................................................................................................... 126
Capitolo 5
Comportamento dei circuiti RC, RL ed RLC in regime sinusoidale .................................. 139
Comportamento di condensatori e induttori in regime sinusoidale ................................... 139
Tensione sinusoidale applicata a un condensatore .................................................. 140
Tensione sinusoidale applicata a un induttore ......................................................... 142
Una tensione sinusoidale applicata a un circuito RC ......................................................... 144
Analisi fasoriale ........................................................................................................ 146
Una tensione sinusoidale applicata a un circuito RL .......................................................... 147
Analisi fasoriale ........................................................................................................ 149
Una tensione sinusoidale applicata a un circuito RLC serie .............................................. 150
Analisi fasoriale ........................................................................................................ 152
Determinazione dell’impedenza d’ingresso mediante PROBE .............................. 153
Aggiunta di una fase iniziale alla tensione d’ingresso ............................................ 154
Una tensione sinusoidale applicata a un circuito RLC parallelo ........................................ 155
Riduzione ed equivalenza tra circuiti elettrici ..................................................................... 157
Problemi ............................................................................................................................... 161
Capitolo 6
Risposta totale dei circuiti RC, RL ed RLC con sorgenti sinusoidali ................................ 177
Introduzione ......................................................................................................................... 177
La risposta totale di un circuito RC ......................................................................... 177
Analisi di un circuito RLC: la risposta smorzata .................................................... 180
Analisi di un circuito RLC: la risposta critica ......................................................... 183
Analisi di un circuito RLC: la risposta oscillatoria ................................................. 186
La risonanza nei circuiti elettrici ......................................................................................... 188
Problemi ............................................................................................................................... 191
Capitolo 7
Teoremi per le reti in corrente alternata ............................................................................. 199
Introduzione ......................................................................................................................... 199
Applicazione del principio di sovrapposizione ................................................................... 199
vi
Indice generale
Analisi tradizionale .................................................................................................. 199
Uso del principio di sovrapposizione ...................................................................... 201
Applicazione del teorema di Thévenin ................................................................................ 203
Analisi tradizionale .................................................................................................. 203
Uso del teorema di Thévenin ................................................................................... 204
Ulteriori applicazioni del teorema di Thévenin ....................................................... 208
Applicazione del teorema di Norton ................................................................................... 213
Determinazione del generatore di Norton ............................................................... 213
Calcolo dell’ammettenza di Norton ......................................................................... 214
La relazione tra i circuiti di Thévenin e di Norton .................................................. 215
Applicazione del teorema del massimo trasferimento di potenza ...................................... 216
Problemi ............................................................................................................................... 222
Capitolo 8
Potenza ed energia nei circuiti in corrente alternata ......................................................... 231
Introduzione ......................................................................................................................... 231
Potenza ed energia su singoli componenti passivi .............................................................. 232
Potenza ed energia su un resistore ........................................................................... 232
Potenza ed energia su un condensatore ................................................................... 234
Potenza ed energia su un induttore .......................................................................... 236
Potenza ed energia nei circuiti ............................................................................................. 238
Potenza ed energia in un circuito RC ...................................................................... 238
Potenza media ........................................................................................................... 241
Il triangolo delle potenze ......................................................................................... 241
Potenza ed energia in un circuito RLC .................................................................... 243
Correzione del fattore di potenza (rifasamento) ...................................................... 246
Potenza ed energia in un circuito con trasformatore ............................................... 248
Adattamento d’impedenza ................................................................................................... 251
Potenza in un circuito con condizioni di carico specificate ............................................... 254
Problemi ............................................................................................................................... 256
Capitolo 9
Risposta in frequenza dei circuiti RC, RL ed RLC .............................................................. 265
Risposta in frequenza e in transitorio di un circuito RC .................................................... 265
La risposta in transitorio .......................................................................................... 265
L’analisi in frequenza (AC Sweep) .......................................................................... 267
Il legame tra l’analisi in transitorio e l’analisi AC .................................................. 269
La sorgente di tensione VSRC ................................................................................. 270
L’impedenza d’ingresso di un circuito RC .............................................................. 271
La singola cella RC come filtro passa-alto .............................................................. 273
Guadagno di tensione e risposta di fase del filtro passa-alto .................................. 277
Un filtro passa-alto a due celle RC .......................................................................... 279
Il circuito RC come filtro passa-basso ..................................................................... 281
Il filtro passa-banda .................................................................................................. 284
Confronto tra le risposte in frequenza di circuiti RC ed RL .............................................. 286
Analisi in frequenza (AC) di un circuito RLC serie ........................................................... 290
Selettività in frequenza del circuito RLC serie ....................................................... 294
Indice generale
vii
Il fattore di qualità Q ................................................................................................ 296
Q e le tensioni reattive alla risonanza ...................................................................... 297
Relazione tra larghezza di banda e Q ...................................................................... 298
Effetto di un cambiamento nella resistenza ............................................................. 298
Analisi in frequenza (AC) di un circuito RLC parallelo ..................................................... 303
Problemi ............................................................................................................................... 306
Appendice
Guida rapida a PSpice ......................................................................................................... 319
Introduzione ......................................................................................................................... 319
Valori numerici e unità di misura ........................................................................................ 320
Tipi di analisi ....................................................................................................................... 321
Scansione in continua (DC Sweep) ......................................................................... 321
Componenti utilizzabili e parametri ........................................................................ 322
Punto di lavoro (Bias Point) ..................................................................................... 324
Analisi in transitorio (Time Domain – Transient) ................................................... 325
Componenti utilizzabili e parametri ........................................................................ 327
Risposta in frequenza (AC Sweep/Noise) ............................................................... 328
Analisi parametrica .................................................................................................. 330
Errori comuni ....................................................................................................................... 330
Indice analitico .................................................................................................................... 333
