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
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
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