laboratorul 1 bazele electrotehnicii

7/22/2019 Laboratorul 1 Bazele Electrotehnicii

1/12

Universitatea Politehnica Bucuresti

Facultatea de Automatica si Calculatoare

Referat de laborator la Bazele Electrotehnicii

L1 Circuite rezistive liniare n regim staionar

Autor: Dimitriu Dragos-Cosmin

Grupa: 311caData: 14 martie 2014


2/12

Page 2

Cuprins

1 L1Bine formulat?............................................................Error! Bookmark not defined.1.1 Descriere problema .......................................................................................................... 31.2 Fisierul de intrare ............................................................................................................. 31.3 Rezultatele simularii ......................................................................................................... 41.4 Variante ale modelarii si simularii ................................................................................... 51.5 Concluzii .......................................................................................................................... 5

2 L1Generatorul echivalent Thevenim ................................................................................... 52.1 Descriere problema .......................................................................................................... 52.2 Fisierul de intrare ............................................................................................................. 62.3 Rezultatele simularii ......................................................................................................... 62.4 Variante ale modelarii si simularii ................................................................................... 72.5 Concluzii .......................................................................................................................... 8

3 L1Transferul maxim de putere ............................................................................................ 83.1 Descriere problema .......................................................................................................... 83.2 Fisierul de intrare ............................................................................................................. 83.3 Rezultatele simularii ......................................................................................................... 93.4 Variante ale modelarii si simularii ................................................................................... 93.5 Concluzii .......................................................................................................................... 9

4 L1Caracteristica de transfer ............................................................................................... 104.1 Descriere problema ........................................................................................................ 104.2 Fisierul de intrare ........................................................................................................... 104.3 Rezultatele simularii ....................................................................................................... 114.4 Variante ale modelarii si simularii ................................................................................. 124.5 Concluzii ........................................................................................................................ 12

Referinte ........................................................................................................................................ 13


3/12

Page 3

1 L1Bine formulat?1.1 Descriere problema

Problema L1/1: "Bine formulat?"

Pentru modelul de circuit dinFig. 1,n care E1 = 3 V, R2 = 1 , J3 = 8 A, R4 = 4 , E5 = 6 V,R6 = 2 , R7 = 3 pregtii un netlist Spice. Pentru aceasta identificai nodurile, laturile i

tipurile lor i remarcai diferenele fa de cazul unei rezolvri manuale. Simulai circuitul.

Fig. 1 Circuit folosit pentru problemele 1, 2,3,4.

a.) Pe baza rezultatelor din fiierul .out, calculai puterea generat.b.) Schimbai modelul circuitului, nlocuind rezistorul R2 cu o sursidealde tensiune

E2. Simulai noul model. Notai observaiile i comentariile n referat.

Obs: Pentru rezolvarea acestei cerinecomentai linia n care ai definit R2 i sub ea

scriei noua linie.

c.) Revenii la situaia iniial(comentnd linia scrisla b i decomentnd linia lui R2).Schimbai din nou modelul, nlocuind rezistorul R4 cu o surs idealde curent J4.

Simulai noul model. Notai observaiile i comentariile n referat.

d.) Revenii la situaia iniial(comentnd linia scrisla c i decomentnd linia lui R4).e.) Inserati netlist-ul final n referat. Completai concluziile.

1.2 Fisierul de intrare*L1 2.1 - "Bine formulat?"

V_E1 1 3 3

R_R2 1 3 1

*V_E2 1 3 10

I_J3 1 2 8


4/12

Page 4

R_R4 3 4 4

*I_J4 4 3 1

V_E5 0 2 6

R_R6 0 4 2

R_R7 4 2 3

.end

1.3 Rezultatele simulariiNODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE

VOLTAGE

( 1) -41.0000 ( 2) -6.0000 ( 3) -44.0000 ( 4) -12.0000

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

V_E1 -1.100E+01

V_E5 -6.000E+00

TOTAL POWER DISSIPATION 6.90E+01 WATTS


5/12

Page 5

JOB CONCLUDED

TOTAL JOB TIME 0.00

1.4 Variante ale modelarii si simulariib) *R_R2 1 3 1

V_E2 1 3 10

c) *R_R4 3 4 4

I_J4 4 3 1

1.5 Concluziia) Circuitul functioneaza corect si Puterea Generata Pg = 69 Wb)In cazul acesta , nu se mai respecta Legile lui Kirchhoff si circuitul nu functioneazac) In acest caz , nu se respecta Legile lui Kirchhoff si astfel , avem noduri flotante.

Circuitul tot nu poate functiona

2 L1Generatorul echivalent Thevenin2.1 Descriere problema

Pentru modelul de circuit dinFig. 1:

a.) Modificai netlist-ul astfel nct n fiierul de ieire savei disponibil curentul prinR7, pentru un sens de referinde sus in jos. Notai acest curent I(R7) = ? (Indicaie:

trebuie sconectai n serie cu R7 o sursidealde tensiune, de valoare nul.)

b.) Considernd R7 rezistena de sarcin, modificai fiierul astfel nct simularea lui svofere rapid curentul de scurt-circuit al circuitului la care este conectat R7, pentru

un sens de referinde sus in jos. Notai acest curentIsc = ?

c.) Considernd R7 rezistende sarcin, modificai fiierul asfel nct simularea lui svofere rapid tensiunea de mers n gol a circuitului la care este conectat R7, pentru

un sens de referinde sus in jos. Notai aceast tensiune Uo= ?

d.) Calculai R0 = U0/Isc. Este conform ateptrilor? (Indicaie: folosii echivalenepentru a calcula rapid R0.)


6/12

Page 6

e.) Desenai generatorul echivalent Thevenin, la care este conectat R7. Verifica iformula Thevenin cu rezultatele pe care le-ai obinut la punctele anterioare. Desenai

generatorul echivalent Norton.

f.) Completai concluziile referatului.g.) Cum se generalizeaz schemele Thevenin/Norton n cazul elementelor multipolare?

Propunei o procedura Spice de extragere a lor. (Raspunsul l putei include n

referatul de laborator sau ntr-o temde cas.)

2.2 Fisierul de intrare*L1 2.1 - "Generatorul echivalent Thevenim"

V_E1 1 3 3

I_J3 1 2 8

V_E5 0 2 6

R_R6 0 4 2

R_R4 3 4 4

R_R2 1 3 1

R_R7 2 4 3

*R_R7 4 5 3

*V_R7 2 5 0

*V_R7 2 4 0

.end


7/12

Page 7

2.3 Rezultatele simulariiNODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE

VOLTAGE

( 1) -41.0000 ( 2) -6.0000 ( 3) -44.0000 ( 4) -12.0000

VOLTAGE SOURCE CURRENTS

NAME CURRENT

V_E1 -1.100E+01

V_E5 -6.000E+00

TOTAL POWER DISSIPATION 6.90E+01 WATTS

JOB CONCLUDED

TOTAL JOB TIME 0.00

2.4 Variante ale modelarii si simulariia) *R_R7 2 4 3

R_R7 4 5 3


8/12

Page 8

V_R7 2 5 0

b) *R_R7 2 4 3V_R7 2 4 0

c) *R_R7 2 4 3U0 = abs( V(2)V(4) )

d) R0 = U0/Isc2.5 Concluziia) I(R7) = U(R7) / R7 = 6 / 3 = 2A;b) Isc = 5A;c) U0 = 10V;d) R0 = U0 / Isc = 2 ohmi;

3 L1Transfer maxim de putere3.1 Descriere problemaPentru modelul de circuit dinFig. 1:

a.) Modificai netlist-ul asfel nct s putei trasa curba de variaie a puterii disipate peR7, n funcie de R7. (Revedei lucrarea L0 dac ai uitat cum se face

parametrizarea.)

b.) Pentru ce valoare a lui R7 puterea disipat pe aceast rezisten este maxim?3.2 Fisierul de intrare*L1 2.3 - "Transfer maxim de putere"

.param valR7 3

V_E1 1 3 3

R_R2 1 3 1

I_J3 1 2 8

R_R4 3 4 4

V_E5 0 2 6


9/12

Page 9

R_R6 0 4 2

R_R7 4 2 {valR7}

.dc param valR7 0.1 10 0.1

.probe

.end

3.3 Rezultatele simularii

3.4 Variante ale modelarii si simularii

3.5 ConcluziiMaximul se obtine pentru R7 = R0 (cel calculat din U0 / Isc) . Adica R7 = 2 ohmi


10/12

Page 10

4 L1Caracteristica de transfer4.1 Descriere problemaIn circuitul dinFig. 2 R = 2 , R1 = 2 , R2 = 2 , R3 = 4 , R4 = 4 , iar E poate lua

valori ntre 0 i 5 V.

Fig. 2 Determinarea caracteristicii de transfer.

a.) Simulai circuitul i reprezentai caracteristica de transfer n tensiune U(E). Ce fel dedependenreprezint? Indicaie: adaugai n Spice dou linii de tipul.dc V_E 0 5 1

.probe

b.) Repetai punctul apentru valoarea R2 = 8 . Comentai rezultatul.c.) Pentru E=4V fixat i R2 lund valori ntre 6 i 10 , simulai circuitul astfel nct s

reprezentai dependena U(R2). La ce ar putea folosi o astfel de aplicaie?

4.2 Fisierul de intrare*L1 2.3 - "Transfer maxim de putere"

.param valR7 3


11/12

Page 11

V_E1 1 3 3

R_R2 1 3 1

I_J3 1 2 8

R_R4 3 4 4

V_E5 0 2 6

R_R6 0 4 2

R_R7 4 2 {valR7}

.dc param valR7 0.1 10 0.1

.probe

.end

4.3 Rezultatele simulariia)

b)


12/12

Page 12

c)

4.4 Variante ale modelarii si simularii

4.5 ConcluziiIn cazul b) , graficul este o dreapta. Adica cele doua noduri au potentiale egale.

In cazul c) , graficul este curbat.

Referinte

Curs si Laborator de Bazele Electrotehnicii

laboratorul 1 bazele electrotehnicii

Documents