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EA - Simulación del punto de operación (DC) en LTSpice - Contenido educativo

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Subido el 2 de noviembre de 2020 por Fernando M.

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Vamos a explicar cómo utilizar el LTSpice para hacer unas simulaciones sencillitas, 00:00:00
van a ser unas simulaciones en corriente continua, 00:00:08
y cómo tomar medidas de tensión, de corriente y de potencia dentro de nuestro circuito. 00:00:11
Esto es muy importante porque luego lo vamos a tener que aplicar 00:00:20
para la hora de ser capaces de comprobar si los análisis que hemos hecho nosotros están bien hechos. 00:00:23
¿Vale? Para poder tener una herramienta que nos diga si los resultados que hemos obtenido de un análisis utilizando Kirchhoff o utilizando la ley de Ohm están correctos. 00:00:29
A este tipo de análisis, en corriente continua, lo vamos a llamar simulación del punto de operación, ¿vale? En inglés, operation point, ¿vale? 00:00:41
Entonces, nos vamos a ir a el de Spice, ¿vale? Como veis aquí. 00:00:49
Entonces, ¿qué hacemos ahora? Le damos a este botón para crear un nuevo esquemático, ¿vale? 00:00:56
Ya estamos en el esquemático y ahora vamos a empezar a añadir componente. 00:01:03
En primer lugar vamos a añadir la fuente de tensión, ¿vale? 00:01:07
Para añadir una fuente de tensión le damos aquí a Component, ¿vale? Este botón. 00:01:11
Y dentro de este hueco podemos escribir y escribimos la palabra voltage, voltaje, ¿vale? 00:01:16
Para escribir voltaje, si pulso sobre Enter, fijaros que ya directamente me aparece y lo coloco, ¿vale? 00:01:24
Ahora, me sale un segundo por si yo quisiera poner una segunda fuente de tensión. 00:01:31
Como no quiero, le doy al escape. 00:01:35
Y ahora vamos a colocar la resistencia. 00:01:38
La resistencia, veis directamente aquí el icono para poner la resistencia. 00:01:40
Le damos clic y como veis ya aparece aquí la resistencia. 00:01:43
Si queremos rotarla, hacemos CTRL-R, ¿vale? 00:01:48
Y así la rotaríamos. 00:01:51
Colocamos, pues por ejemplo vamos a colocar esta resistencia, ¿vale? 00:01:53
Y ahora la vamos a conectar entre ellas. 00:01:57
Para conectarla, le damos a este botón que pone wire, ¿vale? 00:02:02
Wire viene de cable. 00:02:06
O lo podemos hacer de forma automática, fijaros aquí que pone en edit, draw wire o con la tecla F3, ¿vale? 00:02:07
Es decir, no solo le damos al F3 y fijaros que nos cambia el cursor, nos aparece como una especie de guía, ¿vale? 00:02:15
Para decirnos dónde podemos empezar el cable. 00:02:25
En este caso voy a empezar en la fuente de tensión, voy a ir hacia la resistencia R1, la R1 la voy a conectar con R2, la R3 me voy a conectar ahí, ¿vale? 00:02:28
Y ahora con R2 vamos a hacer algo parecido, la vamos a llevar a la fuente de tensión y ahí también, ¿vale? 00:02:39
Le damos a escape para salir de ese modo de edición. 00:02:50
Ahora le vamos a asignar valores a la resistencia, para eso fijaros que cuando pongo el ratón encima me cambia y me parece una mano, ¿vale? 00:02:53
Y ahora le voy a dar al botón derecho y aquí donde aparece resistance voy a poner el valor que yo quiero. 00:03:01
En este caso, por ejemplo, 100 ohmios, esta de aquí le voy a poner 150 ohmios y esta de aquí le voy a poner 200, ¿vale? 00:03:08
¿Ok? 00:03:20
Entonces, a la fuente de tensión es lo mismo, le vamos a asignar un valor, le vamos a dar al botón derecho y le vamos a dar 10. 00:03:24
Y ahora, para hacer la simulación es tan sencillo como darle al icono de este hombre que sale aquí corriendo, que pone Run, ¿vale? 00:03:32
Se nos abren todas estas opciones de simulación que podemos hacer, que ya la iremos viendo más en adelante, y le vamos a dar a este, que pone DC OP PNT. 00:03:38
Esto viene de Operation Point en corriente continua, ¿vale? Le damos, fijaros que aquí nos ha salido .OP y le damos a OK. 00:03:48
Y nos da un error. ¿Por qué nos da este error? Pues fijaros, dice, This circuit does not have a conduction path to the ground, ¿vale? 00:03:59
Esto quiere decir que este circuito no tiene un camino de conducción que vaya a tierra. 00:04:07
Es decir, que nos ha faltado añadir la tierra. 00:04:13
¿Cómo añadimos la tierra? Muy sencillo. 00:04:16
Este icono de aquí, fijaros que pone Run, le damos y aparece como una flecha hacia abajo. 00:04:19
Y ahora la conectamos al resto del circuito. 00:04:26
Este 3, recuerdo, para poner el cable y lo metemos. 00:04:28
Y ahora repetimos la simulación. 00:04:33
simulamos y fijaros que directamente 00:04:35
el ETSPICE nos genera una tabla 00:04:40
donde aparecen las dos tensiones 00:04:42
y las corrientes en la resistencia 00:04:45
y en la fuente de tensión, ¿vale? 00:04:48
Lo de los signos no le hagamos mucho caso ahora mismo 00:04:52
de los signos, ¿vale? 00:04:55
Pero ahora, vamos a fijarnos estos valores de tensión 00:04:56
cuáles son, ¿vale? 00:04:59
¿Cuáles pueden ser? 00:05:01
Pues a ver, si nosotros miramos el circuito, aquí tenemos cierre 00:05:02
Por lo tanto, en todo este camino deberíamos de tener 0 voltios, ¿vale? 00:05:06
Por lo tanto, aquí vamos a tener 1 voltio 00:05:11
Pues vamos a ponerle nombre a esta zona 00:05:14
Esa zona, como es la entrada, le vamos a dar este botón que es para poner etiqueta 00:05:16
Y vamos a poner aquí IN, ¿vale? De entrada 00:05:20
Y hago clic en cualquiera de las zonas, ¿vale? Por ejemplo aquí 00:05:23
Y ahora vuelvo a poner otra etiqueta y voy a poner OUT, por ejemplo, que es la salida, ¿vale? 00:05:28
O lo llamo como X, ¿vale? 00:05:35
Y lo pongo aquí. 00:05:38
Entonces, fijaros, si yo la simulo, lo que me sale es el nombre de esos puntos, ¿vale? 00:05:41
Es decir, que en VIN tengo 10 voltios y en VX tengo 3,75 voltios, ¿vale? 00:05:47
¿Esto cómo lo podemos comprobar? 00:05:53
Pues muy sencillo, si nos vamos al esquemático y yo dejo pulsado el botón izquierdo del ratón, ¿vale? 00:05:54
Bueno, antes tengo que cerrar esto, perdonad. 00:06:02
¿Vale? Fijaros que me aparece una sonda, ¿vale? Voy a quitar ese sombreado amarillo. 00:06:05
¿Veis? La sonda es roja, como si fuera la sonda de un polímetro. 00:06:11
Si suelto, me aparece la tensión en ese punto, 10 voltios. 00:06:15
Si yo pulso aquí, me aparece la tensión en este punto, 3,75 voltios, ¿vale? 00:06:20
Pero ahora, cuando nosotros hacemos un análisis, lo que queremos conocer es la caída de tensión en una resistencia. 00:06:26
Entonces, ¿cómo hacemos esto? Voy a borrar estos valores. 00:06:33
Para hacer eso, recuerdo que para ver la tensión en ese punto simplemente hacíamos clic, nos aparece en rojo, 00:06:37
y entonces lo que vamos a hacer es, sin soltar el ratón, lo vamos a mover al otro extremo, ¿vale? 00:06:44
y fijaros cuando lo pongo en el otro extremo de la resistencia 00:06:49
de qué color se va a poner la sonda 00:06:52
negra 00:06:54
como si fuera un polímetro 00:06:56
si yo la suelto 00:06:57
vemos que la resistencia R1 00:06:59
lo que tengo son 6,25 voltios 00:07:03
es decir 00:07:05
10 menos 3,75 00:07:05
¿vale? 00:07:09
de la misma forma lo podríamos hacer para los otros casos 00:07:10
lo haríamos aquí 00:07:12
¿vale? pero aquí no nos deja 00:07:14
¿por qué? porque en este punto es 0 voltios 00:07:16
Entonces la tensión que hay aquí va a ser la tensión de esa resistencia, ¿vale? 00:07:18
Y lo mismo pasa con R3, ¿vale? 00:07:22
Ok, le doy a la rueda del ratón para atrás, ¿vale? 00:07:27
Para adelante, perdón, y fijaros que hago un hacia afuera, ¿vale? 00:07:30
Esto lo hago porque quiero... vamos a hacer una cosa. 00:07:34
Me voy a mover este valor de tensión. 00:07:38
Le doy a la mano... cojo la mano, ¿vale? 00:07:42
Y me lo voy a poner aquí, ¿vale? 00:07:44
y vamos a hacer como una especie de tabla 00:07:46
como la que hacíamos para 00:07:49
como la que hacíamos cuando hacíamos la análisis 00:07:51
con este botón nos ponemos texto 00:07:55
pues entonces yo voy a poner R1 00:07:57
y me lo traigo 00:07:59
aquí 00:08:01
vuelvo, ahora pongo R2 00:08:02
y me lo traigo aquí 00:08:07
y ahora pongo R3 00:08:09
y me lo pongo 00:08:11
aquí 00:08:12
y ahora hago tensión 00:08:14
hago corriente 00:08:17
y por último 00:08:22
potencia, ¿vale? 00:08:26
entonces fijaros 00:08:32
este valor de tensión 00:08:33
también me lo voy a mover, ¿vale? fijaros que también 00:08:36
lo podéis ver aquí, que la tecla 00:08:38
rápida para mover es el F7 00:08:39
entonces si yo le doy al F7 00:08:42
muevo esto rápido, ¿vale? 00:08:43
y para 00:08:47
copiar o para duplicar 00:08:48
es el F6, entonces lo que voy a hacer 00:08:50
es duplicar todos estos valores 00:08:52
¿Vale? Que ahora mismo salen como interrogación y ahora os explicaré por qué. 00:08:53
¿Vale? 00:08:58
Los pego. 00:09:00
Y ahí. 00:09:05
¿Vale? Salen por ahí con interrogación porque al ser valores que nosotros medimos como zonas puntuales, 00:09:07
en cuanto los movemos del sitio, dejan de tener medida. ¿Vale? 00:09:13
Pero nosotros podemos recuperar estos valores. 00:09:16
¿Cómo? Pues muy fácil. 00:09:19
Nos vamos al valor de la medida y le vamos a dar al botón derecho. 00:09:21
Cuando le damos al botón derecho, fijaros que lo que nos aparecen aquí son valores de tensión y los valores de corriente. 00:09:25
Entonces, si nosotros estamos mirando la tensión en R1, para ver la caída de tensión sería VIN, ¿vale? 00:09:34
Aquí vemos la expresión matemática que estamos poniendo, menos VX. 00:09:42
Y le damos OK. 00:09:47
Y fijaros que aparecen 6,25 voltios. 00:09:49
¿Vale? 00:09:52
¿Vale? Para R2, pues sería Vx menos 0. 00:09:52
Bueno, venimos aquí, Vx menos 0, 3,75. 00:09:58
Y para R3, pues lo mismo, Vx menos 0. 00:10:06
Y le damos a OK. ¿Vale? 00:10:17
Ya tenemos estos valores de tensión. 00:10:19
Ahora, la corriente. ¿Cómo sería la corriente? 00:10:21
Pues fácil, porque aquí ya directamente nos aparecen las corrientes de la resistencia y de R1, ¿vale? 00:10:24
Le damos OK y fijaros, ¿por qué sale negativo? 00:10:32
En clase ya hemos explicado que cuando la corriente sale negativo simplemente significa que el sentido, 00:10:37
en vez de ir en el sentido que nosotros suponíamos, iba en el sentido contrario, ¿vale? 00:10:43
Pues aquí es lo mismo. Lo que pasa es que, aunque nosotros sabemos que las resistencias no tienen polaridad porque no las tienen, el LTSpy asume que sí tiene polaridad para poder hacer los cálculos matemáticos, ¿vale? 00:10:47
Si nosotros queremos que salga positivo, pues lo único que tenemos que hacer es, perdón, mover R1, ¿vale? 00:11:02
Y rotarla, ¿vale? 00:11:12
Y fijaros, voy a moverla ya toda y ahora repito la simulación, ¿vale? 00:11:15
Fijaros que ya me salen positivas las corrientes de la resistencia aquí, ¿vale? 00:11:28
Y aquí igual, ¿vale? 00:11:33
Y ahora continúo con las corrientes en R2 y en R3. 00:11:36
Que simplemente, recuerdo, que al meter IDR2 respecto a IDR3, ¿vale? 00:11:39
Que IDR3, como veis, sale un poquito más grande, así que vamos a moverlo todo... 00:11:49
Bueno, un poquito más grande, porque sale un número decimal más ceillo. 00:11:55
Vale, y ya por último nos queda la potencia. 00:12:02
Potencia, que recuerdo que era igual a tensión por intensidad. 00:12:05
Por lo tanto, como aquí nosotros podemos hacer operaciones matemáticas, pues primero vamos a calcular la tensión. 00:12:08
La tensión ya hemos dicho que era VI menos VX. 00:12:15
Cierro paréntesis, ¿vale? 00:12:21
Y ahora multiplico, que es el asterisco, por el valor de la corriente en R1. 00:12:24
¿Ok? 00:12:29
Y fijaros que ya me sale directamente en la unidad correspondiente en milivatios, ¿vale? 00:12:31
Y lo mismo aquí. Esto sería Vx por la corriente en R2 y esto sería Vx por la corriente en R3. ¿Vale? Espero que haya quedado claro. 00:12:37
Ahora, para calcular la potencia total, ¿vale? Podríamos haberlo hecho, la potencia total, fijaros, lo pongo aquí, la potencia total será igual a la tensión total por la corriente total, ¿vale? 00:13:11
Ahora, ¿cuánto vale la tensión total? 00:13:34
Los 10 voltios de la fuente. 00:13:36
¿Cuánto vale la corriente? 00:13:38
Pues lo que dé la... 00:13:39
Lo diré. 00:13:41
Lo que dé la fuente de tensión, que aquí nos sale directamente ese valor de corriente, fijaros. 00:13:47
Lo tenemos aquí, IDV1, ¿vale? 00:13:54
Pero como va a aparecer negativo, pues yo voy a poner aquí un menos. 00:13:56
Para hacer menos por menos, más. 00:14:00
Pues menos eso, por 10. 00:14:02
y salen 625 00:14:04
porque no me está considerando 00:14:07
625 milivatios 00:14:13
que si vosotros sumáis 00:14:19
estos tres valores 00:14:21
os tiene que dar aproximadamente 00:14:22
625 milivatios 00:14:24
bueno pues espero que 00:14:26
haya quedado claro 00:14:30
como se hace todo el proceso de simulación 00:14:32
muy basiquita con LTSpike 00:14:34
y que os pueda ayudar para hacer las prácticas 00:14:36
bueno chicos 00:14:38
Autor/es:
Fernando Martínez Martí
Subido por:
Fernando M.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
Visualizaciones:
324
Fecha:
2 de noviembre de 2020 - 21:50
Visibilidad:
Público
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Centro:
IES EL BURGO - IGNACIO ECHEVERRÍA
Duración:
14′ 41″
Relación de aspecto:
1.78:1
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Tamaño:
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