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La simulazione dei generatori pilotati

Uno degli argomenti che negli ultimi tempi è richiesto nel Forum è la soluzione di circuiti contenenti generatori pilotati (o dipendenti), cioè generatori che forniscono rispettivamente tensione o corrente proporzionali a definiti valori dello stesso circuito.
Poiché ritengo sia poco conosciuta la possibilità di simulare il comportamento di tali circuiti, credo utile illustrare come sia facile utilizzare le speciali funzione disponibili in Micro-Cap per questo scopo.


La struttura

Le strutture disponibili in Micro-Cap sono raggiungibili selezionando Component/ Analog Primitives/ Dependent Sources ed hanno un aspetto come questo:

Ovviamente può essere scelto il tipo di generatore (tensione "V" o corrente "I") come pure la dipendenza. Si hanno quindi tutte le possibili combinazioni:
VofV generatore di tensione pilotato in tensione
VofI generatore di tensione pilotato in corrente
IofV generatore di torrente pilotato in tensione
IofI generatore di corrente pilotato in corrente

Occorre inoltre definire il coefficiente di dipendenza (Value) ed inserire la struttura nel circuito, rispettando i segni.


Esempio applicativo

Vediamo uin esempio semplicissimo:

Dati V1=12V, R1=10 Ohm. R2=5 Ohm e un generatore di tensione pilotato dalla tensione su R1, con coefficiente=2, trovare la tensione su R2.
La configurazione in Micro-Cap é:

Come si vede, attivando la simulazione si ottengono tutti i valori di tensione e corrente del circuito.


Equivalenze di Thevenin

L'applicazione è utile specialmente nei casi di ricerca di circuiti equivalenti (Thevenin, oppure Norton), dove la presenza di generatori pilotati commplica il calcolo
Supponiamo ad es. di dover determinare l'equivalente di Thevenin ai morsetti A-B del seguente circuito:

Sono dati V1=10V, R1=10 Ohm, R2=R3=5 Ohm e Ip=5 volte la corrente in R1.
Cominciamo col determinare la tensione equivalente (VTh).

GenPil2a.gif

GenPil2a.gif

Abilitando la simulazione, si ricava immediatamente VTh = 7.5V.
Per ricavare la resistenza equivalente (RTh) si elimina V1 e si pone un generatore di prova da 1V su A-B:

(si noti l'inversione di Ip, dovuta al cambiamento di direzione della corrente in R1)
Il generatore di prova eroga quindi 160mA, il che significa che la resistenza equivalente del circuito è R_{Th}=\frac{1}{0.16}=6.25 Ohm.

Ed ecco la prova dell'equivalenza inserendo una resistenza fra A-B (da 5 Ohm):

Come si vede, l'effetto su questa è uguale nei due casi.

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