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D - Software di simulazione circuitale

ES01 - Simulazione di circuiti con Micro-Cap

FB - 10.2021 - v1.3

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Simulazione di circuiti con Micro-Cap

Micro-Cap è un editor di circuiti elettronici e un simulatore analogico/digitale, che permette agli ingegneri elettronici il disegno interattivo e la simulazione. È sviluppato da Spectrum Software, e la prima versione è stata distribuita nel 1982, costantemente ampliato e migliorato attualmente è alla versione 12. [Wikipedia]

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Indice

Obiettivi didattici
Introduzione teorica
Esercitazione
Valutazione

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Obiettivi didattici

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Obiettivi

Saper installare Micro-Cap
Saper disegnare un circuito elettrico con Micro-Cap
Saper misurare i valori di corrente e tensione nel circuito elettrico disegnato
Comprendere il funzionamento dei circuiti partitori di tensione e corrente

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Introduzione teorica

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La corrente elettrica, tensione elettrica

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Generatori di tensione

collegamento di generatori elettrici

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La legge di Ohm

La legge di Ohm - Tutorial di elettronica - #2

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Resistenze in serie e in parallelo

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Nodi, rami e maglie in un circuito elettrico

http://www.elemania.altervista.org/basi/schemi/schemi2.html

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Le leggi di Kirchhoff delle correnti e delle tensioni

La somma algebrica delle correnti entranti in un nodo (con il segno appropriato in funzione del verso di percorrenza del nodo stesso) è pari a zero.

La somma algebrica delle tensioni lungo una linea chiusa (con il segno appropriato in funzione del verso di percorrenza della maglia stessa) è pari a zero.

http://www.edutecnica.it/elettrotecnica/kirchoff/kirchoff.htm

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I circuiti partitori di corrente e tensione

il partitore di tensione e di corrente

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Esercitazione

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Esercizio a �Installazione di Micro-Cap disegno e simulazione

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Installazione di Micro-Cap

Utilizzare 7zip per scompattare il file compresso scaricato
Scaricare e installare il software gratuito Micro-cap 12 dal sito spectrum-soft.com (Micro-Cap 12 Full CD)
User's Guide
Reference Guide

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Installazione di Micro-Cap

Nel proprio computer creare la cartella C:\PortableApps e scompattare al suo interno il file compresso scaricato

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Disegno con MicroCap

Avviare Micro-Cap tramite l’eseguibile “mc12” o “mc12_64”

Creare un collegamento al programma (tasto destro del mouse)

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Disegno con MicroCap

Dal menu file -> new… -> scegliere Schematic File (.cir)

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Disegno con MicroCap

Selezionare dalla barra degli strumenti: Resistor (impostare come value il valore desiderato), Ground (riferimento di massa), Battery (alimentazione del circuito) e disporli sul disegno. CTRL+R per ruotare il componente

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Disegno con MicroCap

Collegare le varie parti del circuito, utilizzando lo strumento Wire disponibile nella barra degli strumenti oppure premendo CTRL+W, attenzione a non andare oltre il reoforo del componente, in questo caso verrebbero creati dei nodi (punti rossi) non necessari, l’unico nodo presente in questo circuito è quello che collega la massa.

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Disegno con MicroCap

Per spostare gli elementi del circuito premere CTRL+E o selezionare Select Mode dalla barra degli strumenti
premere CTRL+R per ruotare gli elementi selezionati

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Disegno con MicroCap

E’ possibile dare un nome ai nodi del circuito selezionando il pulsante Text Mode

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Simulazione con MicroCap

Avviare la simulazione “Dynamic DC...” dal menu Analysis o premendo Alt+4

Tramite la finestra di dialogo Dynamic DC Limits, selezionare la visualizzazione di Node Voltage, Currents, e Attribute text

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Simulazione con MicroCap

E’ possibile cambiare la visualizzazione di correnti e tensioni del circuito anche premendo i pulsanti Currents e Node Voltages presenti nella barra degli strumenti

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Simulazione con MicroCap

Risultato della simulazione nel circuito con nomi assegnati ai nodi

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Simulazione con MicroCap

Risultato della simulazione nel circuito senza nomi assegnati ai nodi

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Per trovare la corrente che circola in questo circuito applichiamo la legge di Ohm V=RI

I=V/R_TOT=V/(R1+R2+R3)

I=5/3*10E3=1,667*10E-3=1,667mA

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Simulazione con MicroCap

E’ possibile collegare dei multimetri per misurare delle tensioni specifiche. Component -> Animated -> Animated meter

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Esercizio b

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Esercizio b - Il partitore di tensione

Disegnare e simulare con Micro-Cap il circuito che vedete nell’immagine, utilizzando però i seguenti valori Vbat=iniziale del cognome (Es. Bianchi=2V), R1=Prima lettera del nome *kohm, R2=Seconda lettera del nome *kohm, R3=terza lettera del nome *kohm.

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Esercizio b

Creare un documento “Google documenti” dove presentate il vostro lavoro suddiviso nelle seguenti sezioni:

Titolo esercitazione
Obiettivo
Introduzione teorica (partitore di corrente e tensione)
Progetto:

Inseriamo il schema disegnato con Micro-cap (inserire link al file Micro-cap)
Calcoliamo corrente totale e potenza generata e singole potenze dissipate (3LTEL no potenza)

Collaudo:

Avviare la simulazione su Micro-cap, visualizzando tensioni, correnti e potenza dissipata e inserire la cattura sul documento

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Esercizio c

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Esercizio c - il partitore di corrente

Sapendo che 1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 trovare il valore di Req
Su ogni resistenza è applicata la stessa tensione V1. Calcolare la corrente che circola suo ogni resistenza applicando la legge Ohm, quindi troviamo I1, I2, I3
Conoscendo la Req del circuito, calcolare la corrente fornita dal generatore Itot
Calcolare la potenza generata (Pg) da V1 e le potenze dissipate sulle singole resistenze (Pd1, Pd2, Pd3)
Utilizzate seguenti valori: Vbat=iniziale del cognome (Bianchi=2V), R1=Prima lettera del nome *kohm, R2=Seconda lettera del nome *kohm, R3=terza lettera del nome *kohm.

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Esercizio c - il partitore di corrente

calcoliamo le varie correnti e potenze su carta (PC)
verifichiamo che corrispondano ai valori calcolati da MicroCap

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Esercizio c - il partitore di corrente

Creare un documento “Google documenti” dove presentate il vostro lavoro suddiviso nei seguenti passaggi:

Titolo esercitazione (Nome e Cognome)
Obiettivo
Introduzione teorica (partitore di corrente)
Progetto:

Inseriamo il schema disegnato con Micro-cap (inserire il link al file .cir)
Calcoliamo corrente totale e potenza generata e singole potenze dissipate (3L no)

Collaudo:

Avviare la simulazione su Micro-cap, visualizzando tensioni, correnti e potenza dissipata e inserire la cattura sul documento

Aggiungere il link del documento all’ “elenco progetti”

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Valutazione

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Consegna del lavoro

Raccogliere in un documento, da aggiungere alla tabella progetti, i passaggi principali dell’esercitazione

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Grazie per l’attenzione

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Link/Riferimenti

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Revisioni

v1.0 26/11/19 - versione iniziale�v1.1 13/10/20 - nuovo esercizio da consegnare�v1.2 18/10/21 - piccole modifiche�

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