LTSpice simulazione circuito LC

[cianfa72]

Ciao e buon anno !

Ho un dubbio circa la simulazione di un semplice circuito LC alimentato con un generatore di corrente continua effettuata con LTSpice.

In sostanza la soluzione DC operating point (initial transient solution -- steady state) effettuata in automatico come step preliminare della scheda .TRAN fornisce un risultato un po' strano...

Come si vede con le condizioni iniziali imposte (tensione del condensatore + corrente dell'induttanza) sembrerebbe che la corrente nel condensatore assuma valore 10A assolutamente non atteso per una soluzione steady-state.

Avete idea del motivo sottostante ? grazie

ps. questione analoga e' presente anche su altri forum

[Pioz]

Hai imposto la corrente iniziale sull'induttanza nulla...Ma dovrebbero scorrerci i 10A del genratore.

[cianfa72]

Hai imposto la corrente iniziale sull'induttanza nulla...Ma dovrebbero scorrerci i 10A del genratore.

Esatto ! Come e' possibile che LTSpice non segnali un errore in casi come questi ?
Onestamente mi sfugge la logica di funzionamento..

[Pioz]

Eh. Sinceramente non so se con le condizioni iniziali che hai messo abbia ragione il simulatore. Non ha senso, ma non ha neanche senso il resto...boh, non ho esperienze con lTspice.

Comunque qualcuno di grosso qua dice che per usare il simulatore devi sapere piu' di lui, e questo mi sembra un esempio di quanto sta cosa e' vera

[gill90]

Se non hai elementi dissipativi l'energia che si accumula nella coppia LC continuerà a "rimbalzare" tra l'induttanza e la capacità, e ciò si traduce in un andamento sinusoidale non smorzato della corrente in L e in C (la cui somma però darà sempre esattamente 10A).

La frequenza dell'onda che ti ritrovi è esattamente quella della risonanza LC: , cioè un periodo di .

finché non gli aggiungi un elemento dissipativo in parallelo (una resistenza) questo sistema continuerà a oscillare in questa condizione indefinitamente: se gli aggiungi una R vedrai che dopo un certo tempo (dipendente dalla R, o comunque idealmente dopo un tempo infinito per qualsiasi valore di R) si assesterà alle condizioni che tu ti aspetti (cioè tutti i 10A sull'induttanza).

[IsidoroKZ]

Come si vede con le condizioni iniziali imposte (tensione del condensatore + corrente dell'induttanza) sembrerebbe che la corrente nel condensatore assuma valore 10A assolutamente non atteso per una soluzione steady-state.

Non capisco cosa ti lascia perplesso. Imponi che il condensatore sia un cortocircuito e l'induttanza un circuito aperto. Poi fai partire la simulazione, l'induttanza era a corrente nulla e tale rimane, la corrente del generatore da qualche parte deve andare e va nel condensatore.

Non sono sicuro di aver capito la domanda! Le variabili di stato, I delle induttanze e V dei condensatori non possono avere dei gradini, ma la I dei condensatori (e le V delle induttanze) si`!
All'inizio delle simulazioni alle volte con i simulatori si hanno degli artefatti numerici, poi spariscono subito. Qui non mi pare ce ne siano.

In rosso la corrente nel condensatore che salta da 0A a 10A all'inizio della simulazione, in verde la tensione sul condensatore che parte da zero e in blu la corrente nell'induttore, che parte anche lei da zero.

[cianfa72]

Non capisco cosa ti lascia perplesso. Imponi che il condensatore sia un cortocircuito e l'induttanza un circuito aperto. Poi fai partire la simulazione, l'induttanza era a corrente nulla e tale rimane, la corrente del generatore da qualche parte deve andare e va nel condensatore.

In generale quanto dici mi torna ma mi aspettavo di vedere tale comportamento solo in presenza della keyword uic specificata come opzione della scheda .TRAN

Non mi e' chiara la differenza tra la soluzione iniziale (ITS: Initial Transient Solution) che il solver calcola per la scheda .TRAN in presenza o meno dell'opzione uic

Altra cosa....ho provato a fare una seconda simulazione (B) impostando la condizione iniziale solo per la corrente dell'induttore I(L1)=0. Il solver calcola per la ITS una soluzione in cui (l'unico) vincolo imposto non viene rispettato (corrente iniziale dell'induttanza 10A). Da notare inoltre il valore iniziale della tensione del nodo N001 ben 100MV. Non vi sembra strano ?

simulazione B: nello screenshot il puntatore del mouse si trova sopra l'induttanza

[gill90]

Non mi e' chiara la differenza tra la soluzione iniziale (ITS: Initial Transient Solution) che il solver calcola per la scheda .TRAN in presenza o meno dell'opzione uic

Su questo non saprei risponderti sinceramente, non uso LTSpice per simulare...

Altra cosa....ho provato a fare una seconda simulazione (B) impostando la condizione iniziale solo per la corrente dell'induttore I(L1)=0. Il solver calcola per la ITS una soluzione in cui (l'unico) vincolo imposto non viene rispettato (corrente iniziale dell'induttanza 10A). Da notare inoltre il valore iniziale della tensione del nodo N001 ben 100MV. Non vi sembra strano ?

Non pensarla in termini pratici (100MV è ovviamente un'enormità) ma immagina di ragionare solo sulle le condizioni: ora la tua rete non ha vincoli di tensione (il condensatore può avere qualunque valore iniziale e idem il generatore di corrente, quindi il simulatore NON sa bene da dove partire), sa solo che la corrente non può scorrere nell'induttanza () e quini scorrerà tutta nella capacità. A questo punto la rete farà la stessa identica cosa di prima (risonanza LC), solo con tensione più alta perché tu non gli hai imposto nessun valore iniziale per la tensione.

Fisicamente è impossibile, ma questo è uno dei casi in cui lui ti dà valori assurdi perché effettivamente non può far altro!

[cianfa72]

Non pensarla in termini pratici (100MV è ovviamente un'enormità) ma immagina di ragionare solo sulle le condizioni: ora la tua rete non ha vincoli di tensione (il condensatore può avere qualunque valore iniziale e idem il generatore di corrente, quindi il simulatore NON sa bene da dove partire), sa solo che la corrente non può scorrere nell'induttanza () e quini scorrerà tutta nella capacità. A questo punto la rete farà la stessa identica cosa di prima (risonanza LC), solo con tensione più alta perché tu non gli hai imposto nessun valore iniziale per la tensione.

Si chiaro...quello che non capisco e' quanto riportato come "DC operating point" dell'induttore (vedi informazione riportata sulla barra inferiore della finestra LTSpice). Come vedi dallo screenshot il valore calcolato dal solver per la corrente inziale dell'induttore e' 10A mentre la condizione imposta e' I(L1)=0 !

[gill90]

Come vedi dallo screenshot il valore calcolato dal solver per la corrente inziale dell'induttore e' 10A mentre la condizione imposta e' I(L1)=0 !

No attento: quello che ti dà lui è il valore DC, non quello iniziale!