2.1. Токи и напряжения в цепях постоянного тока

2.1. Токи и напряжения в цепях постоянного тока

Все напряжения, которые вычисляет PSPICE, являются напряжениями между отдельными точками электросхемы и одной опорной точкой, местоположение которой определяете вы сами, размещая на чертеже схемное обозначение «земли». В электронике такие напряжения называются потенциалами. Вы знаете, что напряжение на отдельном конструктивном элементе электросхемы равно разности потенциалов на двух выводах этого элемента. Первым наиболее простым заданием, которое вам предстоит выполнить с помощью программы-имитатора PSPICE, будет определение потенциалов схемы последовательной цепи, содержащей два резистора.

Шаг 1 Для начала загрузите схему последовательной цепи (рис. 2.1), содержащей два резистора, которую вы начертили, изучая первый урок, и сохранили под именем Ex1.sch в папке Projects (как вы помните, цепь содержит резистор R_V сопротивлением 1.5 кОм, резистор R_L сопротивлением 6.8 кОм и источник тока DC с постоянным напряжением 10 В). Для этого выполните следующие действия:

1. Откройте меню File, щелкнув по кнопке .

2. Найдите файл Ex1.sch и выделите его.

3. Щелкните по кнопке Открыть.

Рис. 2.1. Схема последовательной цепи

Шаг 2 Откройте меню Analysis (Анализ) и запустите процесс моделирования, щелкнув мышью по строке Simulate (Начать моделирование) — рис. 2.2.[9]

Рис. 2.2. Содержание меню Analysis

После непродолжительных вычислений PSPICE завершит моделирование. Возможно, теперь ваш экран будет закрыт другим окном, окном PSPICE (рис. 2.3). Вы можете без всяких колебаний закрыть его, так как для анализа цепи постоянного тока оно не имеет никакого значения (чтобы закрыть окно, щелкните по кнопке с изображением косого крестика, находящейся в правом верхнем углу). 

Рис. 2.3. Окно PSPICE на рабочем листе редактора SCHEMATICS после завершения моделирования цепи постоянного тока

Может быть, что результаты моделирования все еще не отображаются на вашем чертеже. В этом случае потребуйте их индикации.

Шаг 3 Откройте меню Analysis, выберите строку Display Results on Schematics (Показывать результаты в Schematics) и выделите опции Enable (Разрешить) и Enable Voltage Display (Разрешить индикацию напряжений).

Теперь вы видите результат моделирования: напряжение (потенциал) в месте соединения двух резисторов по отношению к «земле» равно 8.193 В (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Схема последовательной цепи, где в качестве результата моделирования цепи постоянного тока указаны потенциалы узловых точек

В первый раз, сразу после завершения моделирования, PSPICE показывает результаты проведенных расчетов потенциалов во всех местах электросхемы, представляющих хоть какой-нибудь интерес. Порой это затрудняет чтение чертежа. Вы легко можете удалить ненужные индикации потенциалов, отметив эти данные с помощью мыши и затем нажав на клавишу Delete.

Шаг 4 Удалите с чертежа электросхемы ненужные данные, чтобы ваш экран выглядел так, как это показано на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Экран редактора SCHEMATICS с указанием потенциала в месте соединения двух резисторов

При желании вы всегда сможете вернуть на экран удаленные данные, для этого нужно всего лишь отметить соответствующее место (нужный сегмент проводки) и затем щелкнуть по кнопке  — Show/Hide Voltage on Selected Nets (Показать/ скрыть напряжения для отдельных узлов).

Шаг 5 Попробуйте сделать это, вернув на свой чертеж удаленные данные, а кроме того, убедитесь, что индикацию напряжений можно включать и выключать с помощью кнопки .

Разумеется, теперь вы хотели бы узнать и значение силы тока в вашей схеме. Собственно, вы и сами могли бы вычислить его на основании закона Ома, зная напряжение U_RL=8.193 В и сопротивление R_L=6.8 кОм, но ведь программа PSPICE уже произвела расчет. Для того чтобы вызвать на экран индикацию тока, просто щелкните по кнопке  — Enable Current Display (Показать токи).

Шаг 6 Включите индикацию токов, как на рис. 2.6.

Рис. 2.6. Схема последовательной цепи с указанием токов и напряжений

Программа PSPICE произвела расчеты токов, проходящих через компоненты электросхемы. Как правило, вам вовсе не нужно знать все эти значения.

Шаг 7 Удалите ненужные значения токов, отметив их с помощью мыши и затем нажав на клавишу Delete. Обратите внимание, что при маркировании PSPICE не только показывает вам, к каким местам электросхемы относятся значения токов и напряжений, но и даже указывает направление тока. После того как вы познакомитесь со всеми возможностями, предоставляемыми PSPICE, и выясните, как перемещать на экране данные о токах и напряжениях, приведите свой экран в соответствие с рис. 2.7.

Рис. 2.7. Схема последовательной цепи с указанием выбранных токов и напряжений

Если вы захотите вернуть на экран какое-либо удаленное значение тока, то для этого нужно всего лишь отметить соответствующий компонент электросхемы и затем щелкнуть по кнопке  — Show/Hide Currents on Selected Parts (Показать/скрыть токи для отдельных компонентов).

Шаг 8 Потренируйтесь, возвратив на экран удаленные индикации токов и затем снова их удалив.