apostila orcad, Notas de estudo de Engenharia Elétrica

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Universidade Federal de Uberlândia

Faculdade de Engenharia Elétrica

Programa de Educação Tutorial

Tutorial Orcad 9.

Capture CIS

Elétrica

Elaborado por: Rodrigo Sousa Ferreira

Índice:

• 1 – Simulando o primeiro circuito com o Orcad...............................................................
• 2 – Circuitos com fonte de tensão senoidal.....................................................................
• 3 – Circuitos com fonte de tensão retangular..................................................................
• 4 – Circuitos com fonte de tensão triangular...................................................................
• 5 – Circuitos com Transformador....................................................................................
• 6 – Circuitos com Amplificadores Operacionais.............................................................
• 7 – Circuitos Trifásicos....................................................................................................
• 8 – Resposta RC a Transientes........................................................................................
• 9 – Referências Bibliográficas.........................................................................................

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Em seguida será aberta a seguinte caixa de diálogo:

Nesta caixa de diálogo temos os seguintes campos:

• Name: campo com o nome do projeto a ser criado, devemos evitar o uso de espaços, acentos e “ç”, para não causar erro na simulação. Para o nosso caso coloquemos neste campo: Projeto1.
• Create a New Project Using: tipo do projeto a ser criado, neste campo há três opções habilitadas que podemos marcar: Analog or Mixed A/D para fazermos o desenho do circuito e simulá-lo; PC Board Wizard para fazermos o layout de um circuito; Schematic para fazermos apenas o desenho do circuito, esta opção não permite simular o circuito. Para o nosso caso, como queremos desenhar e simular o circuito devemos marcar a opção Analog or Mixed A/D.
• Location: campo que deve ser colocado o endereço em que o Orcad salvará os projetos feitos, inclusive “lixos” gerados pelo programa. Para nosso caso é sugerido que seja criada uma pasta individual, para que todos os nossos dados fiquem salvos separadamente.

Após preenchidos os campos conforme indicado, devemos clicar em OK, aparecerá então uma nova caixa de diálogo:

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Nesta caixa de diálogo temos duas opções para marcar:

• Criar um projeto baseado em um projeto existente (Create based upon an existing project) ;
• Criar um projeto em branco (Create a blank project).

Para o nosso caso devemos marcar a opção: Criar um projeto em branco (Create a blank project).

A próxima janela aberta corresponde à área de trabalho do Orcad Capture.

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A caixa de diálogo aberta estará na forma acima, quando o programa é aberto pela primeira vez. Percebemos que no campo Libraries (biblioteca) não há todas as bibliotecas selecionadas, logo para inserirmos os componentes devemos adicionar as bibliotecas, para isso devemos fazer: clicamos sobre Add Library..., aparecerá então a caixa de diálogo Browse File. Nesta caixa devemos selecionar todas as bibliotecas, conforme mostrado na figura abaixo, e clicar sobre abrir.

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Com isso voltaremos à caixa de diálogo Place Part. Agora percebemos que os campos Part List e Libraries estão preenchidos.

No campo Libraries, selecionamos todas as bibliotecas, no campo Part devemos inserir o caractere do elemento desejado. Abaixo estão representados alguns caracteres que o Orcad associa a certos elementos:

• resistor: r
• capacitor: c
• indutor: l
• fonte de tensão contínua: vdc
• fonte de tensão alternada: vsin
• fonte de corrente contínua: idc
• fonte de corrente alternada: isin

Obs: O Orcad não diferencia letras maiúsculas de minúsculas.

No caso de diodos, transistores, amplificadores operacionais, etc, se soubermos o número do componente, podemos digitar este número entre os caracteres *. Por exemplo o diodo 1N4007, digitamos 1N4007 no campo Part, então o Orcad mostrará seus componentes que contenham 1N4007. A figura a seguir mostra o que foi dito anteriormente:

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Observemos que na parte inferior direita da caixa Place part apareceu o símbolo do elemento, e abaixo tivemos a seguinte gravura:

Esta gravura significa se o elemento escolhido é simulável, ou seja, em todos os elementos que escolhermos, devemos verificar se esta gravura está presente, para que não tenhamos erros futuros nas simulações. Além desta gravura, podemos ter esta outra:

que indica se o elemento pode ser passado para o layout do Orcad.

Portanto verificamos se a fonte de tensão selecionada possui a gravura , garantindo assim a simulação para este elemento. Feito isso clicamos sobre OK, e voltamos na área de trabalho do Orcad Capture e percebemos que o elemento escolhido se movimenta de acordo com o movimento do mouse e com um clique definimos a posição desejada para este elemento e apertando a tecla ESC do teclado finalizamos a inserção deste componente, e então teremos o seguinte:

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Para inserirmos a resistência fazemos o mesmo que foi feito anteriormente para a fonte de tensão contínua. Depois de inserida a resistência teremos o seguinte:

Se quisermos colocar a resistência na vertical podemos usar o seguinte comando: clicamos sobre a resistência, depois clicamos com o botão direito do mouse e então selecionamos a opção Rotate, conforme figura a seguir:

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Observemos que os elementos possuem duas partes que os compõem, nome e valor. A fonte de tensão possui nome V1 e valor 0Vdc. No nosso circuito utilizaremos uma tensão de 15V, logo para alterar o valor da tensão fazemos: clicamos duas vezes sobre 0Vdc e então teremos a caixa de diálogo Display Properties aberta, no campo Value devemos inserir 15.

Após inserirmos 15 no campo Value clicamos sobre OK. O mesmo deve ser feito para a resistência, ou seja, clicamos duas vezes sobre 1K e no campo Value da caixa de diálogo Display Properties inserimos 5. Então temos um circuito com uma tensão de 15V e uma resistência de 5Ω. É importante observar que o Orcad aceita letras como multiplicadores, por exemplo:

• pico ( 10 −^12 ): p
• nano ( 10 −^9 ): n
• micro ( 10 −^6 ): u
• mili ( 10 −^3 ): m
• kilo ( 103 ): k
• mega ( 106 ): meg
• giga ( 109 ): g
• tera ( 1012 ): t

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Após inserir os valores desejados temos o seguinte:

Percebemos então que nosso circuito já possui todos os elementos desejados, agora falta conectá-los. Para isso selecionamos a ferramenta Place Wire representada

pelo símbolo , ou apertamos a tecla w do teclado. Então clicamos sobre os terminais dos elementos que desejamos conectar e para encerrar este comando apertamos o botão ESC do teclado. Feito isso teremos o circuito a seguir:

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Agora estamos prontos para simular o circuito. Clicamos sobre o botão New

Simulation Profile , da janela da área de trabalho do Orcad Capture. Será aberta a caixa de diálogo New simulation, devemos preencher o campo name, de preferência, com o mesmo nome criado anteriormente para o projeto, para o nosso caso Projeto1, conforme indicado na figura abaixo:

Após ter feito o que foi sugerido clicamos sobre o botão Create, e então teremos a caixa de diálogo Simulation Settings – Projeto1, esta caixa deve ser preenchida de acordo com os valores indicados abaixo:

Nesta caixa de diálogo temos alguns campos interessantes:

• Run to Time: indica o tempo total de simulação (abscissa do gráfico traçado na simulação);
• Start saving data after: tempo a partir do qual o gráfico será traçado;

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-Maximum step size: passo do gráfico que o software utiliza para traçar as formas de onda;

• Skip the initial transient bias point calculation (SKIPBP): simular ou não simular transitórios.

Após preenchermos os campos conforme indicado clicamos sobre o botão OK, voltamos então à janela da área de trabalho do Orcad Capture com os elementos da barra de ferramentas da horizontal superior habilitados, conforme a figura abaixo:

Temos as seguintes ferramentas para usarmos na simulação:

New Simulation Profile: para uma nova simulação; Edit Simulation Settings: para editar a simulação; Run PSpice: para iniciar a simulação; View Simulation Results: para visualizar os resultados da simulação; Voltage/Level Marker: leitura de tensão em relação ao referencial (terra); Voltage Differencial Marker(s): leitura de diferença de potenciais entre dois pontos;

Current Marker: leitura de corrente; Power Dissipation Marker: leitura de potência;

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Clicando sobre o botão Run PSpice, temos o gráfico da corrente do circuito traçada, obedecendo a lei de Ohm, conforme a figura abaixo:

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Se observarmos a resistência do circuito montado, percebemos que ela possui os terminais 1 e 2, estes servem para traçarmos gráficos manualmente sem usar as ponteiras. Fechemos a janela de simulação, voltando assim à janela da área de trabalho do Orcad Capture, damos um clique sobre a ponteira de corrente colocada anteriormente e apertamos sobre a tecla delete do teclado, com isso a excluímos. Clicamos sobre o

botão Run PSpice, e temos novamente a janela de simulação aberta com nenhum gráfico traçado. Para traçarmos o valor da corrente manualmente, devemos clicar seguindo os passos: Trace > Add Trace..., conforme a figura abaixo:

Teremos então a janela Add Traces aberta, selecionamos I(R1) e clicamos sobre OK: