Buscar

teoria simulacao

Prévia do material em texto

1 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
1 
PLANO DE ENSINO DE DISCIPLINA 
Objetivos: Utilização de simuladores e aplicativos para o cálculo e 
simulação de circuitos eletrônicos e dispositivos. 
 
Metodologia: Aulas teóricas, apresentando aplicações em circuitos e 
dispositivos eletrônicos, e aulas práticas de simulação, 
utilizando os simuladores MATLAB, MULTISIM e PSPICE. 
 
Professor: Prof. MSc. Pedro Luis Benko 
 
Coordenador: Prof. Dr. Valter Avelino (prevavelino@fei.edu.br) 
 
EL 5620 - Simulação de Circuitos e Dispositivos 
para Automação 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
2 
PROGRAMA DE TEORIA E LABORATÓRIO 
EL 5620 - Simulação de Circuitos e Dispositivos 
para Automação 
 
Aula 1 - MATLAB programação - comandos de seleção e repetição. Exercícios 1 e 2; 
Aula 2 - MATLAB na determinação da curvas características e sistemas simbólicos. 
Exercícios 3 e 4; 
Aula 3 - MATLAB na determinação de funções matemáticas, operações com 
matrizes e análise nodal. Exercícios 5 e 6; 
Aula 4 - MULTISIM na aplicação da lei de Kirchhoff para tensão (LKT). 
Exercícios 1, 2, 3 e 4; 
Aula 5 - MULTISIM na aplicação da lei de Kirchhoff para corrente (LKC), análise de 
formas de onda em osciloscópio virtual e associação de geradores. 
Exercícios 5, 6, 7 e 8; 
Aula 6 - Exercícios de revisão de MATLAB e MULTISIM; 
Aula 7 - Vista da prova P1; 
Aula 8 - PSPICE na aplicação da lei de Kirchhoff (LKC). Exercício 1; 
Aula 9 - PSPICE na análise transitória (circuitos RLC). Exercícios 2 e 3; 
Aula 10 - PSPICE na análise AC e DC (circuitos RLC). Exercícios 4, 5 e 6; 
Aula 11 - PSPICE na análise de retificadores com filtragem. Exercícios 7, 8 e 9; 
Aula 12 - Exercícios de revisão de MATLAB, MULTISIM e PSPICE. 
2 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
3 
MF = (0,4*P1 + 0,6*P2) * FE 
 
P1, P2 = Provas Teóricas 
FE = Fator de Exercícios (0 a 1,1) 
CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO 
- Aluno deve trazer o roteiro experimental impresso (MOODLE); 
- Relatórios preenchidos na sala de aula e entregues no seu final ; 
- Critérios de avaliação de relatório: 
 muito bom (1,1); bom (1,0); regular (0,9-0,8); ruim (0,7) 
- Relatório não realizado, nem reposto, terá nota zero; 
- FE é a média da avaliação dos 9 relatórios realizados. 
PROCEDIMENTOS DE LABORATÓRIO 
EL 5620 - Simulação de Circuitos e Dispositivos 
para Automação 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
4 
BIBLIOGRAFIA 
- CHAPMAN S. J. – Programação em Matlab para Engenheiros - Editora Cengage 
Leaming, 2° Ed. - 2011 
- JIMMIE J. CATHEY – Dispositivos e Circuitos Eletrônicos – Coleção Schaum, Bookman, 
2° Ed. - 2003 
- BOYLESTAD L. ROBERT; NASHELSKY L. – Dispositivos Eletrônicos e Teoria de 
Circuitos - Prentice Hall, 10° Ed. - 2013 
- IRWIN J. DAVID – Análise de Circuitos em Engenharia – Makron Books, 7° Ed. - 2003 
- RASHID, M. H. – Spice for Circuits and Electronics using PSpice – Prentice Hall, 3° Ed. - 
1990 
- ORSINI, L. Q. – Circuitos Elétricos – Edgard Blücher – EDUSP - 1990 
- SEDRA, A. S. – Microeletrônica – Pearson Education do Brasil, 5° Ed. - 2013 
- FORBELONE , A. L. – Lógica de Programação – Makron Books, 2° Ed. – 2000 
- FABRIZIO L. – Apostila de Matlab & Simulink – FEI - 1994 (MOODLE) 
EL 5620 - Simulação de Circuitos e Dispositivos 
para Automação 
 DISPONÍVEL NO MOODLE: 
- Roteiros Experimentais do Laboratório (trazer impresso); 
- Notas de Aula de Teoria; 
- Exercícios Extras; 
- Referências de Matlab, Multisim e AIM-Spice 
3 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
5 
Utilização de Ferramentas Computacionais 
importantes no auxílio a solução de problemas 
de engenharia elétrica 
MATLAB 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
6 
MATLAB - MATrix LABoratory 
O MATLAB é um sistema interativo cujo elemento básico 
de informação é uma matriz que não requer 
dimensionamento. Este sistema permite a resolução de 
problemas numéricos, utilizando uma linguagem 
matemática de fácil compreensão, em apenas uma 
fração do tempo que se gastaria para escrever um 
programa semelhante numa linguagem de programação 
clássica. 
 
Versão DEMO na URL 
http://www.matdemo.kit.net/ 
 
Alternativa gratuita: FreeMat 
http://freemat.sourceforge.net/download.html 
4 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
7 
Área de Trabalho ( versão R2010a) 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
8 
Área de Trabalho 
5 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
9 
Área de Trabalho 
Janela de Comandos 
Área na qual são 
digitados os comandos e 
exibidos os resultados 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
10 
Expansão da janela de 
comandos 
Área de Trabalho 
6 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
11 
Área de Trabalho 
Diretório Corrente 
Diretório em uso pela 
aplicação. 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
12 
Área de Trabalho 
Área de Memória 
Área de memória na 
qual são armazenados 
os resultados das 
variáveis em execução 
7 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
13 
Área de Trabalho 
Histórico de 
Comandos 
Armazena a sequência 
de comandos digitados 
na janela de comandos 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
14 
Operações com o MATLAB 
Operações Simples 
8 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
15 
Operações com o MATLAB 
Operações Simples 
As variáveis são 
criadas 
sequencialmente, 
sem definição prévia 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
16 
Operações com o MATLAB 
O conteúdo de cada uma das variáveis pode ser verificado 
clicando-se duas vezes sobre a mesma na área de memória 
(‘workspace’) 
9 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
17 
Operações com o MATLAB 
A parte imaginária de números complexos é indicada por i 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
18 
Operações com o MATLAB 
Criação de arquivos de comandos 
Uma outra possibilidade de uso do MATLAB é através da 
edição de arquivos de comando, que são sequências de 
comandos para serem executas em conjunto. 
Podem ser editados em qualquer editor de textos ASCII, 
devendo possuir a extensão .m 
O MATLAB possui um editor de textos na opção File+New+M-file 
Comentários podem ser adicionados ao texto colocando-se % 
no início da linha 
10 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
19 
Exemplo de criação de arquivos de comandos 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
20 
Operações com o MATLAB 
Edição de arquivos de comandos no MATLAB 
• um comando por linha (quando a linha termina em ‘ ; ‘ o resultado não é 
apresentado na janela de comandos; 
• comentários podem ser adicionados ao texto colocando-se % no início do 
comentário (cor verde); 
• palavras reservadas são representadas em azul; 
• strings de texto são representadas entre aspas na cor marrom; 
• erros são apresentados em vermelho; 
 Comandos úteis: 
>input : solicita ao usuário que forneça algum dado de entrada; 
>keyboard : transfere o controle para o teclado (pressione ‘return’ para sair); 
>disp(X) : mostra na janela de comandos o valor de X (que pode ser um texto). 
11 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
21 
Operações com oMATLAB 
Operações Matemáticas 
O MATLAB possui um amplo conjunto de 
operações matemáticas com suas variáveis, 
normalmente referenciadas como em qualquer 
linguagem de programação. 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
22 
abs(x) - valor absoluto de x. 
acos(x) - arco cujo cosseno é x. 
asin(x) - arco cujo seno é x. 
atan(x) - arco cuja tangente é x. 
cos(x) - cosseno de x. 
exp(x) - exponencial ex. 
gcd(x,y) - máximo divisor comum de x e y. 
lcm(x,y) - mínimo múltiplo comum de x e y. 
log(x) - logaritmo de x na base e. 
log10(x) - logaritmo de x na base 10. 
rem(x,y) - resto da divisão de x por y. 
fix(x) - trunca parte inteira de x. 
sin(x) - seno de x. 
sqrt(x) - raiz quadrada de x. 
tan(x) - tangente de x. 
Operações com o MATLAB 
Exemplos de funções matemáticas disponíveis 
12 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
23 
format short - exibe 5 dígitos. 
format long - exibe 15 dígitos. 
format rat - exibe no formato racional. 
format + - exibe positivo, negativo ou zero. 
format hex - exibe em notação hexadecimal. 
format bank - exibe 2 dígitos após a vírgula. 
 
Operações com o MATLAB 
Exemplos de formatos de representação de resultados 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
24 
Operações com o MATLAB 
Exemplos de operadores relacionais 
Os operadores relacionais são utilizados para comparação entre 
variáveis ou expressões, podendo ser: 
 
 < Menor (A < B) 
 <= Menor ou igual (A<=B) 
 > Maior (A>B) 
 >= maior ou igual (A>=B) 
 == igual (A==B) 
 ~= diferente (A~=B) 
 
 
13 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
25 
Comando IF 
Estrutura: 
if expressão 
instrução 1 
instrução 2 
else 
instrução 3 
instrução 4 
end 
Operações com o MATLAB 
Comandos de seleção: 
Condição Inicial 
Condição 
Verdadeira? 
Sequência de 
Instruções A 
Sequência de 
Instruções B 
S 
N 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
26 
Operações com o MATLAB 
Problema: Identificar se um número fornecido pelo usuário é 
par ou ímpar. 
Exemplo de comando IF 
14 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
27 
Comando WHILE 
Estrutura: 
while expressão 
instrução 1 
instrução 2 
: 
: 
end 
Operações com o MATLAB 
Comandos de repetição: 
Condição Inicial 
Condição 
Verdadeira? 
Executa 
Sequência de 
Instruções 
Fim 
S 
N 
Modifica 
Condição Inicial 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
28 
Operações com o MATLAB 
Exemplo de comando WHILE 
Problema: Gerar uma sequência decrescente de números 
inteiros, com intervalo 2, a partir de um número fornecido pelo 
usuário. 
15 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
29 
Operações com o MATLAB 
Comando FOR 
Estrutura: 
for variável = início:passo:fim 
instrução 1 
instrução 2 
: 
end 
Inicia variáveis de controle: 
INICIO (J=0) 
PASSO (PASSO=1) 
FIM (J=10) 
Executa 
Sequência de Instruções 
INICIO  J  FIM? 
Fim 
N 
S 
Modifica variável de controle 
(J = J + PASSO) 
Comandos de repetição: 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
30 
Operações com o MATLAB 
Exemplo de comando FOR 
Problema: Gerar uma sequência decrescente de números 
inteiros, com intervalo 2, a partir de um número fornecido pelo 
usuário. 
16 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
31 
Exercício 1 - Simular a execução do programa abaixo 
supondo que seja digitado o valor 5 pelo usuário 
 % Comando para a entrada de valores via teclado % 
 NUMERO = input( ‘Digite o número desejado: ’); 
 
 for I=1:1:NUMERO ; % Inicio=1, Passo=1, Fim=NUMERO % 
 FI=5 * I; 
 IN= FI - 4; 
 for J= IN:1:FI - 3 % J=IN, Passo=1, Fim=FI-3 % 
 X= J * NUMERO; 
 end 
 end 
 
Operações com o MATLAB 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
32 
Exercício 1 - Solução 
NUMERO I FI IN J X 
5 1 5 1 1 5 
Operações com o MATLAB 
17 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
33 
Exemplo de arquivo de comandos do exercício 1 
Operações com o MATLAB 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
34 
Depuração (Debug) de arquivos de comandos 
• uso de breakpoints para parada da sequência de comandos; 
• comandos de auxílio à depuração: 
> dbcont (F5) : continua sequência; 
> dbstep (F10) : sequência passo a passo; 
> dbquit : aborta depuração. 
Operações com o MATLAB 
18 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
35 
Exemplo de Depuração do Exercício 1 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
36 
 
Numero = input ('Digite o Numero: '); % Entrada do valor 
 
B = 0; 
 
while Numero > 0 
 
 B=B*10 + mod (Numero,10) % Comando mod seleciona o resto da divisão 
 Numero=fix (Numero/10) % Comando fix seleciona a parte inteira 
 
end 
 
2.3 Qual a função executada pelo programa? 
2.4 Funciona para qualquer número real? Justifique sua resposta. 
Exercício 2 -Simular a execução do programa abaixo 
utilizando como entrada os quatro dígitos do n° de matrícula 
1 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
1 
Comandos úteis para geração de gráficos 
• t=ini:passo:fim : vetor tempo variando de ini a fim, em intervalos 
iguais a passo (exemplo: t=0:0.25:10); 
• plot (x,y) : desenha gráfico de x (eixo horizontal) contra y (eixo 
vertical (exemplo: para desenhar o valor do seno em função da 
variável t : y=sin(t); plot(t,y)); 
• plot(t,y,t,z) : desenha simultaneamente os gráficos de y e z em 
função de t (para girar 90° basta mudar ordem dos argumentos, 
como por exemplo: plot(y,t,z,t)); 
• plot(x,y,’corlinhamarcador’) : define cor, estilo de linha e 
marcador para o gráfico, conforme símbolo indicado. 
Exemplos de símbolos: 
Cor: ‘b’: azul, ‘g’: verde, ‘r’: vermelho, ‘y’: amarelo, ‘k’: preto; 
Tipo de Linha: ‘-’: contínua, ‘:’: pontilhada; ‘--’: tracejada; 
Marcador: ‘o’: círculo, ‘x’: x; ‘*’: estrela, ‘s’: quadrado. 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
2 
• xlabel (‘nome da variável x’) : adiciona nome ao eixo horizontal; 
• ylabel (‘nome da variável y’) : adiciona nome ao eixo vertical; 
• title (‘nome do título’) : adiciona uma linha de texto no topo do 
gráfico; 
• semilogx(x,y) : desenha o eixo x em escala logarítmica e o eixo y 
em escala linear; 
• semilogy(x,y) : desenha o eixo y em escala logarítmica e o eixo x 
em escala linear; 
• ezplot(f, [min max]) : desenha a função simbólica f(x) sobre o 
domínio min< x < max (se o argumento [min max] não é 
especificado o desenho utiliza o domínio padrão: -2π < x < +2π ). 
Comandos úteis para geração de gráficos 
2 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
3 
Problema: Desenhar gráfico de Sen(t) e Cos(t). O 
intervalo de plotagem (0-T) e o número de pontos do 
gráfico devem ser definidos pelo usuário. 
Exemplo de Geração de Gráfico Seno/Cosseno 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
4 
Resultados para T= 10 rad e 50 pontos de plotagem: 
Exemplo de Geração de Gráfico Seno/Cosseno 
3 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
5 
Utilização do MATLAB em circuitos eletrônicosExemplo: Diodo 
Id >> 0 
 P N 
A K 
Io  0 
A K 
 P N 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
6 
Aplicação do diodo em circuito de retificação de tensão 
Utilização do MATLAB em circuitos eletrônicos 
4 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
7 
Obtenção da curva característica de um diodo em 
função da tensão aplicada 








 1eII kT
qV
0D
E

ID 
VE 
ID 
VE 
I0 
Curva ID x VE de um diodo ideal 
A K 
Utilização do MATLAB em circuitos eletrônicos 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
8 
Exercício 3 - Desenhar a curva característica de 
corrente de um diodo em função da tensão aplicada 
(-0,25V< Ve < 0,8V), com precisão de 10mV 
Definir valor das constantes da equação: 
Id = Io (e (q.VE)/(η.k.T) - 1) 
Io = 10-14 [A] q = 1.6 x 10-19 [C] η = 1.1 
k = 1.38 x 10-23 T = 300 [K] 
Variar VE entre -0,25 e 0,8V em intervalos de 0,01V 
Estruturar o fluxograma de atividades: 
Para cada valor de VE calcular Id; 
Armazenar valor de Id para cada VE 
Calculados 
todos os 
valores de Id? 
S N Desenhar gráfico 
VE x Id 
5 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
9 
Exercício 3 - Arquivo de Comandos 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
10 
Gráfico, em escala linear, de Id x Ve 
(-0,25V< Ve < 0,8V) 
6 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
11 
Gráfico, em escala logarítmica, de Id x Ve 
(-0,25V< Ve < 0,8V) 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
12 
Exercício 4 - Estudar o efeito do fator de idealidade 
(1<η<2) sobre a resposta do diodo polarizado em 
ponto fixo de trabalho (Ve=0,8V) 
Definir valor das constantes da equação: 
Id = Io (e (q.VE)/(η.k.T) - 1) 
Io = 10-14 [A] q = 1.6 x 10-19 [C] VE = 0.8V 
k = 1.38 x 10-23 T = 300 [K] 
Variar η entre 1 e 2 em passos de 0,1 
Estruturar o fluxograma de atividades: 
Para cada valor de η calcular Id; 
Armazenar valor de Id para cada η 
Calculados 
todos os 
valores de Id? 
S N Desenhar gráfico 
η x Id 
7 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
13 
Exercício 4 - Arquivo de comandos 
Id 
Id 
% Id = vetor com a corrente no diodo 
% FI = vetor com o fator de idealidade 
Id 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
14 
Gráfico, em escala linear, de Id x η (1<η<2) 
8 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
15 
Gráfico, em escala logarítmica, de Id x η (1<η<2) 
1 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
1 
Utilização do MATLAB em circuitos elétricos 
Sistemas Simbólicos 
Capacidade do MATLAB em resolver simbolicamente (sem 
a substituição de valores numéricos) expressões 
matemáticas, tais como derivadas, integrais, polinômios, ... 
Exemplo: 
Realizar a derivada simbólica da função polinomial 
1x3x)x(f
23 
x6x3
dx
)x(df 2 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
2 
Exemplo de comandos na linguagem do MATLAB: 
Inicialmente, define-se a 
variável x como simbólica 
(neste caso o símbolo da 
variável x é a letra “r”) 
Insere-se a função f(x) 
O comando ezplot(f) é 
utilizado para a obtenção de 
gráficos de funções simbólicas 
Função simbólica f(x) 
2 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
3 
Gráfico da solução de f no intervalo padrão (-2π < x < +2π) 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
4 
Para determinar outro intervalo de interesse deve-se 
utilizar ezplot(f, [0 10]), definindo, neste exemplo, o 
intervalo [0 10] para x 
3 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
5 
Principais funções disponíveis no modo simbólico: 
sym(‘x’) - definição do símbolo x 
diff(f,x) - derivada da função f 
int(f) - integral da função f 
solve(f) - obtém as raízes da função f 
solve(f,b) - resolve a função f em relação a variável b 
subs(f,var,valor) - substitui valor em var e determina f 
É importante notar que os resultados obtidos no modo 
simbólico correspondem a símbolos! 
Para se obter o valor numérico de um símbolo pode-se 
utilizar a função de substituição (subs). 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
6 
Exemplo1: Considere que: 
2x
dx
)x(df
b


Substitui valor 2 em x, calcula d=diff(x) e 
atribui resultado à variável b 
Solicita a diferenciação de f(x) em relação 
a variável x e atribui resultado à variável d 
Transformar o valor simbólico de b em valor numérico 
Define variável x como simbólica 
Define função simbólica f(x) 
4 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
7 
Exemplo: Desenhar a função: f(x) = x4 + x3 - 5*x2 + x +1 
Obter sua derivada, integral e valor da derivada para x=2 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
8 
Exercício 5: 
Desenvolver um programa em MATLAB 
utilizando a representação simbólica para resolver 
a equação: F(x) = 5.x3 +3.x2 – 2.x +6 para um valor 
x fornecido pelo usuário. Considerar as seguintes 
restrições: 
 O valor inserido pelo usuário (via teclado) deve 
estar na faixa de -10 a 10. 
 Se o valor fornecido pelo usuário estiver fora da 
faixa -10 ≤ x ≤ 10 o cálculo não deve ser executado 
e uma mensagem deve informar o erro ao usuário, 
solicitando que novo valor seja fornecido. O 
cálculo só deve ser executado para valores de x 
dentro da faixa. 
5 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
9 
Exercício 5 – Solução: 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
10 
Operações com Matrizes 
A criação de matrizes no MATLAB é extremamente simples, 
bastando colocar os elementos entre colchetes. Os elementos 
de cada coluna são separados por vírgulas e os elementos das 
linhas devem ser separados por ponto e vírgula. 
Criação de matrizes 











987
654
321
A
Comando 
MATLAB 
6 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
11 
Comandos para operações com matrizes: 
>> A(1 , 2) Responde com o elemento da linha 1, coluna 2 da 
matriz A 
>> A( : , 2) Responde com os elementos da coluna 2 da matriz A 
>> A( 1 , : ) Responde com os elementos da linha 1 da matriz A 
>> inv(A) Responde com a inversa da matriz A 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
12 
Exemplos de 
comandos 
MATLAB 
com Matrizes 
7 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
13 
As matrizes podem ser facilmente concatenadas 
>> B=[A,[10;20;30]] 
Cria a matriz B, com as mesmas colunas 
da matriz A, mais a coluna com os 
números 10,20 e 30. 











30987
20654
10321
B
>> C=[A;[10,20,30]] 
Cria a matriz C, com as mesmas linhas 
da matriz A, mais a linha com os 
números 10,20 e 30. 













302010
987
654
321
C
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
14 
As operações com matrizes são similares às 
realizadas com escalares 
>> D=3*A 
Cria a matriz D, com as mesmas características da 
matriz A, porém com elementos multiplicados por 3. 











272421
181512
963
D
>> E=C*A Cria a matriz E, com o produto das matrizes C e A. 













420360300
150126102
968166
423630
E
8Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
15 
Operadores Relacionais 
Os operadores usados para comparação de duas 
matrizes com as mesmas dimensões são expressos por: 
 
 < Menor 
 <= Menor ou igual 
 > Maior 
 >= maior ou igual 
 == igual 
 ~= diferente 
 
A comparação é feita entre os pares de elementos 
correspondentes e o resultado é uma matriz composta 
de números um (1) e zero (0), representando 
respectivamente VERDADEIRO e FALSO. 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
16 
Utilização do MATLAB em análise de circuitos 
Análise Nodal 
j1 
j2 
j3 
1a. Lei de Kirchhoff (LKC): 
 n 
  [ ± jk (t) ] = 0 
 k = 1 
Convenção: 
jk positivo se a corrente sai do nó 
jk negativo se a corrente entra no nó 
 
-j1- j2 + j3 = 0 
9 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
17 
j1 
j2 
j3 
nó 1 
nó 2 nó 3 
j4 j5 
j6 
Para mais nós: 
-j1- j2+ j3=0, para o nó 1 
 j1- j4- j6=0, para o nó 2 
 j2+ j4- j5=0, para o nó 3 
~
j
o vetor de correntes de ramo: 





















6
5
4
3
2
1
~
j
j
j
j
j
j
j
Sendo 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
18 
Na forma matricial, consideram-se os coeficientes associados 
a cada uma das correntes dos ramos (matriz Aa) 
i1 
i2 
i3 
nó 1 
nó 2 
nó 3 
i4 i5 i6 
Matriz de Incidência 











0 1- 1 0 1 0 
1- 0 1- 0 0 1 
0 0 0 1 1- 1-
Aa
ramos do circuito 
 i1 i2 i3 i4 i5 i6 
nós do circuito 
1 
2 
3 j1 
j2 
j3 
nó 1 
nó 2 nó 3 
j4 
j5 j6 
10 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
19 
Logo, na forma matricial: 
~~
a 0.A j
Vetor nulo 










0 1- 1 0 1 0 
1- 0 1- 0 0 1 
0 0 0 1 1- 1-
~
6
5
4
3
2
1
0
j
j
j
j
j
j





















Pois a somatória das correntes que chegam e saem do nó é nula! 
j1 
j2 
j3 
nó 1 
nó 2 nó 3 
j4 j5 j6 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
20 
Tomando-se um nó como referência: Aa A 







1- 0 1- 0 0 1 
0 0 0 1 1- 1-
A
Assim, na forma matricial, a LKC pode ser escrita como: 
~~
0A. j
Elimina-se uma linha da matriz para obter-se a 
matriz de incidência reduzida: A 
11 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
21 
Considerando-se 
as tensões nodais: 
vk  A relação entre as 
tensões nodais (ei), a 
tensão de ramo (vk) e a 
corrente de cada ramo 
(jk) segue a convenção 
do receptor. 
ei 
jk 
Gk ef 
  kkfi
k
k vGee
R
j .
1

Condutância 
 As tensões nodais 
(ei) são as tensões 
medidas entre cada um 
dos nós e o nó de 
referência. 
j1 
j2 
j3 nó 1 
nó 2 j4 
j5 
j6 
e1 
e2 
R2 
R4 
R1 
nó de 
referência 
Atenção: Em análise nodal usualmente utilizam-se condutâncias 
(no lugar de resistências) por facilidade de notação. 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
22 
Exemplo de Análise Nodal (malha de 3 nós): 
-j1- j2+ i3=0, para o nó 1 
 j1- j4- i6=0, para o nó 2 
1 - Adota-se o nó 3 como nó de referência; 
2 - Numeram-se os nós e definem-se as 
tensões nodais (e1 , e2 ); 
3 - Aplica-se a LKC, resultando: 
4 - Eliminam-se as correntes desconhecidas utilizando-se a 
convenção do receptor (considerar que i3 e i6 são conhecidas); 
-(e2 -e1).G1 -(0 -e1).G2 + i3 = 0, para o nó 1 
 (e2 -e1).G1 -(0 -e2).G4 - i6 = 0, para o nó 2 
Rearranjando: 
-e2.G1 +e1.G1 +e1.G2 = - i3 
 e2.G1 -e1.G1 +e2.G4 = + i6 

 






















6
3
2
1
411
121
i
i
e
e
GGG
GGG
Matricialmente: 
j1 
j2 
i3 
j4 
i5 
i6 
e1 
e2 
G2 
G4 
G1 
12 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
23 
1 – A diagonal da matriz contém a somatória das condutâncias que 
estão ligadas ao nó em questão (termos com i=j); 
2 – Os demais elementos da matriz correspondem ao negativo das 
condutâncias existentes entre os nós i,j (com ij); 
3 – O vetor isn corresponde ao inverso do vetor is (inversão de 
referências: neste caso a corrente que entra no nó é positiva). 
Portanto, para montar a Equação Matricial da Análise Nodal: 
~
sn
~
n ie.G 
De forma geral : 
(para redes resistivas lineares) 
“Lei de Ohm 
generalizada” 
 
Matriz das 
condutâncias 
Vetor das fontes 
de corrente 
Vetor das 
tensões nodais 
Lei de Ohm generalizada 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
24 
G1 G2 
G4 
iS1 
iS3 
iS2 
G6 
G5 
G3 
e1 e2 e3 




































3s2s
3S1S
3
2
1
53253
56544
34431
ii
0
ii
e
e
e
GGGGG
GGGGG
GGGGG
Exemplo: Montar a equação matricial da análise nodal do 
circuito: 
13 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
25 
Preparativos 
1 – Definir um nó de referência; 
2 – Numerar os nós arbitrariamente e definir as tensões nodais 
(incógnitas iniciais). 
Análise Nodal Clássica: 
3 – Aplicar a LKC; 
4 – Eliminar as correntes 
desconhecidas  substituindo 
essas correntes pela relação entre 
a condutância e as tensões nodais 
de cada ramo (conforme 
convenção do receptor); 
5- Determinar as tensões nodais 
  resolvendo o conjunto de 
equações. 
Processo de Análise Nodal 
(para redes resistivas lineares genéricas) 
Análise Nodal com Matlab: 
3 – Montar a matriz Gn e o vetor 
Isn por inspeção do circuito; 
4 – Descrever no Matlab a matriz 
Gn e o vetor Isn ; 
5 – Determinar as tensões nodais 
resolvendo no Matlab a equação: 
e = [Gn ]
-1 . Isn 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
26 
Exercício 6 - Determinar as tensões e1,e2 e e3 (para t = 1s) 
10 [S] 
2 [S] 
10 cos10t [A] 
e1 e2 e3 
3 [S] 
8 [S] 5 [S] 
14 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
27 


































t10cos10
0
t10cos10
e
e
e
3830
33522
02210
3
2
1
Para obter-se e1 (regra de Cramer): 
t10cos8134,0
1168
t10cos950
1130
3102
0212
Det
113t10cos10
3100
02t10cos10
Det
e1 





























Exercício 6 - Solução Analítica 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
28 
Exercício 6 - Solução com Matlab 
15 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
29 
1 [S] 
4 [S] 
10.cos10t [A] 
e1 e2 e3 
3 [S] 2 [S] 
5 [S] 
5.cos10t [A] 2.sin10t [A] 
10 [S] 
Exercício Adicional - Determinar as tensões 
e1,e2 e e3 (para t=10s) 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
30 


































t
t
t
e
e
e
10sin2
10cos5
10cos10
1053510
55424
1041041
3
2
1
Obtêm-se e1 , e2, e3 (utilizando-se a regra de Cramer): 
10t1
663,2
807
t10sin260t10cos2340
18510
5114
10415
Det
185t10sin2
511t10cos5
104t10cos10
Det
e































Exercício Adicional - Solução Analítica 
16 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
31 
10t2
356,2
807
t10sin230t10cos2070
18510
5114
10415
Det
18t10sin210
5t10cos54
10t10cos1015
Det
e































10t3
190,2
807
t10sin298t10cos1875
18510
5114
10415
Det
t10sin2510
t10cos5114
t10cos10415
Det
e































Exercício Adicional - Solução Analítica 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
32 
Fluxograma de atividades para cálculo de e(t) utilizando o Matlab: 
Definir Matriz Gn 
Calcular e imprimir e(t) para t=10; 
 Gerar gráficos de e1(t), e2(t) e e3(t); 
Definir vetor Isn (t); 
Definir variável simbólica ‘t’ 
Calcular e(t) = Gn
-1. Isn(t); 
 Escrever a equação nodal no formato matricial: 
~
sn
~
n ie.G 
Exercício Adicional - Solução com Matlab 
17 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
33 
Resolver no caderno !!! 
Exercício Adicional - Solução com Matlab 
Representar as equações nodais no formato matricial 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
34 
Exercício Adicional - Arquivo de Comandos do Matlab 
18 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MATLAB 
35 
Exercício Adicional - Resultados na Janela de Comandos 
1 
1 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Simulação de Circuitos 
MULTISIM - Simulation & Capture 
O MULTISIM é composto de um conjunto de ferramentas (aplicativos) de 
EDA (Electronic Design Automation) que permitem o desenho de 
diagramas esquemáticos, simulação de circuitos analógicos e digitais, 
elaboração de leiaute e projeto detalhado de placas de circuito impresso. 
Neste curso abordaremos apenas os recursos de desenho de diagramas 
esquemáticos e simulação dos circuitos resultantes. 
EL 5620 - Simulação de Circuitos e Dispositivos 
para Automação 
MULTISIM - Versão 7.0 
Software de propriedade da Electronics Workbench 
(National Instruments Company) 
 
Versão FREE: MultiSIM BLUE 
(http://www.mouser.com/multisimblue/support/support/getting-started) 
2 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Nesta área desenham-se e simulam-se os mais 
diversos tipos de circuitos eletrônicos 
possibilitando o uso de geradores de sinais e 
instrumentos de medida 
Barras de 
Ferramentas 
(padrão Windows) 
Edição de gráficos 
 Análise 
Simulação 
Seleção de 
Componentes 
Seleção de 
Instrumentos 
Área de trabalho 
2 
3 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Tipos de circuitos que podem ser simulados 
4 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Componentes 
 Discretos 
(resistores, 
capacitores, 
indutores) 
Fontes de 
Alimentação 
Componentes Digitais 
(portas lógicas, 
registradores, 
biestáveis) 
Dispositivos Semicondutores 
(diodos, transistores) 
Dispositivos 
Indicadores 
Tipos de componentes disponíveis 
3 
5 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Instrumentos 
Multímetro 
Gerador de 
funções Osciloscópio 
Analisador 
lógico 
Tipos de instrumentos disponíveis 
6 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Instrumentos 
Osciloscópio 
Duplo 
“Click” 
Gerador de 
funções 
Multímetro 
Analisador 
lógico 
Parametrização de instrumentos 
4 
7 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Instrumentos 
Osciloscópio 
Duplo 
“Click” 
Gerador de 
funções 
Multímetro 
Duplo 
“Click” 
Analisador 
lógico 
Parametrização de instrumentos 
8 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Componentes reais (valores fixos) - Para projeto final 
Componentes virtuais (valores ajustáveis) - Para testes 
Seleção de tipos de componentes 
5 
9 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Alteração do valor: clicar duas vezes sobre o 
componente → abertura de uma outra janela que 
permite a alteração do valor, do nome, etc. 
Posicionamento do componente 
(botão direito do mouse) 
Posicionamento de componentes 
10 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Diversas famílias de componentes: Chaves, motores, 
acopladores ópticos, transformadores, displays, etc. 
Tipos de 
chaves 
Seleção de componentes eletromecânicos 
6 
11 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Acionamento da chave feito pela barra de espaço 
Seleção da tecla de comando 
Parametrização de chaves de comando 
12 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
- Interligação de componentes: 
“click” no pino de origem e 
“click” no pino de destino 
 (Esc cancela comando); 
 
- Interligação virtual: atribuir 
nomes iguais a nós distintos. 
É OBRIGATÓRIO definir o ponto de GROUND (referência 
de tensão zero todas para as medidas de tensão do circuito) 
Experiência 1 – Medida de Tensões e Correntes 
7 
13 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Seleção do voltímetro (V) 
Seleção do amperímetro (A) 
Duplo 
“Click” 
Duplo 
“Click” 
Experiência 1 – Medida de Tensões e Correntes 
14 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Disparo e Parada da Simulação 
Tempo de simulação 
Experiência 1 – Medida de Tensões e Correntes 
8 
15 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Experiência 2 – Medida de Divisor de Tensões 
16 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Experiência 3 – Aplicação com Chave Push Botton 
9 
17 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
47Ω X% 
Experiência 4 – Aplicação com Potenciômetro 
1 
1 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Aplicações em Análise Nodal 
 
• Utilização da Lei de Kirchhoff para tensão (LKT) na 
determinação das correntes de malha. 
2a. Lei de Kirchhoff (LKT) : 
 l 
  [ ± vi (t) ] = 0 
 i = 1 
 
 
 
 
vi positivo se segue a orientação da malha; 
vi negativo se oposto à orientação da malha; 
vk A relação entre a 
orientação da 
tensão de ramo e a 
corrente de ramo 
segue a convenção 
do receptor 
ei 
ik Rk 
ef 
 
kkkfik
RvReei // 
v1 
v2 
v3 
v4 
v5 
I 
i1 
i2 
i5 
i3 
i4 
2 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
V1 24V 
R1 
2Ω 
V2 
36V 
R2 
4Ω 
R3 
2Ω 
R4 
2Ω 
R5 
5Ω 
I1 I2 
2a. Lei de Kirchhoff (LKT) : l 
  [ ± vi (t) ] = 0 
 i = 1 
VR1 
VR2 
VR5 
VR4 
VR3 
j1 j5 
j2 
j4 
j3 
Experiência 5 – Utilizando a Lei de Kirchhoff para 
tensão (LKT) determinar as correntes de malha 
2 
3 
Simulação deCircuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Aplicando-se a 2a. Lei de Kirchhoff, no primeiro laço, teremos : 
- I1R1 - (I1-I2)R4 - I1R2 + V1 = 0 
I1(R1 + R2 + R4) - I2R4 = V1 
Portanto as equações necessárias para a solução do circuito são: 
 I1(R1 + R2 + R4) - I2R4 = V1 
-I1R4 + I2(R3 + R4 + R5) = -V2 
- VR1 - VR4 - VR2 + V1 = 0 
Aplicando-se a 2a. Lei de Kirchhoff, no segundo laço, teremos : 
- V2 - I2R5 - I2R3 + (I1-I2)R4 = 0 
-I1R4 + I2(R3 + R4 + R5) = -V2 
- V2 - VR5 - VR3 + VR4 = 0 
Solução da Experiência 5 
4 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Em forma matricial teremos : 
Substituindo os valores das resistências e das tensões teremos: 
(R1+R2+R4) -R4 I1 V1 
 -R4 (R3+R4+R5) I2 -V2 
= 
 8 -2 I1 24 
-2 9 I2 -36 
= 
Resolvendo-se as equações: 
I1= 2,1176 A I2= -3,5294 A 
Regra de 
Cramer 
24 - 2 8 24 
-36 9 -2 -36 
I1= I2= 
 8 -2 8 -2 
-2 9 -2 9 
Solução da Experiência 5 
3 
5 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Simulação da Experiência 5 
6 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Simulação da Experiência 5 
IV1 
IV2 
IR2 
VR2 
IR4 IR5 VR4 
VR5 
4 
7 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Posição Horizontal 
Ajuste da escala de tempo 
(Sensibilidade Horizontal) 
Posição Vertical 
Ajuste da escala de amplitude 
(Sensibilidade Vertical) 
Experiência 6 – Aplicação com Instrumentos 
(Geradores e Osciloscópio) 
8 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Experiência 7 – A partir das medidas do osciloscópio 
determine a amplitude e a frequência dos geradores V1 e V2 
5 
9 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
As saídas do gerador de funções equivalem a dois 
geradores em contra-fase (com Offset individual 
para cada gerador referenciado ao pino Common) 
Experiência 8 – Determinar as formas de onda na 
tela do osciloscópio 
10 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
• Determinar o valor da amplitude pico-a-pico e frequência 
dos geradores V1, V2 e V3. Considerar que os geradores 
senoidais (V1 e V3) tem tensão média nula e que os cursores 
1 e 2 estão nos picos máximo e mínimo das formas de onda. 
1KΩ 1KΩ 
823.0 us -50 V 75 V 
8.323 ms 100 V -25 V 
7.500 ms 150 V -100 V 
Experiência 9 – Composição de formas de onda 
6 
11 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
Experiência 9 – Composição de formas de onda 
12 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: MULTISIM 
VA VB 
Experiência 9 - Solução 
1 
1 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
SPICE - Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis 
Simulador concebido no início da década de 60 na 
Universidade da Califórnia - Berkeley, E.U.A. 
Permite a simulação de circuitos elétricos e eletrônicos, a 
partir da utilização de modelos avançados dos componentes 
Simulador padrão adotado por grandes companhias 
(IBM, Intel...) para a simulação de circuitos 
Programa fonte disponível na UC-Berkeley 
EL 5620 - Simulação de Circuitos e Dispositivos 
para Automação 
2 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Os diferentes fabricantes adicionam atrativos ao 
programa fonte SPICE, comum a todos eles, tais como, 
ferramentas de visualização, posicionamento em placas 
de circuito impresso... 
Pacote Universitário: PSPICE 
Possibilita a simulação de um circuito com poucos nós 
em PCs. 
Atualmente, propriedade da OrCAD 
2 
3 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Por razões de praticidade, utilizaremos no curso o 
PSPICE fornecido pela AIM-SPICE, disponível na página 
(www.aimspice.com) 
Outras opções podem ser obtidas de outros 
fabricantes, com diferentes possibilidades. 
Independentemente da opção, todos os simuladores 
SPICE funcionam de forma compatível à apresentada 
neste curso. 
4 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Conceitos Gerais 
Todos os elementos do circuito (resistores, capacitores, 
transistores, fontes de alimentação...) são tratados a 
partir da numeração aleatória de nós 
O circuito é convertido pelo simulador em uma 
matriz de nós 
Cada um dos elementos do circuito possui modelos 
(equações) que descrevem seu funcionamento. 
 
A precisão da solução obtida e sua correlação com a 
realidade depende da correta seleção dos modelos e 
também do fornecimento de parâmetros adequados para 
estes modelos pelo usuário 
3 
5 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Janela de Edição 
de Circuitos 
Janela de Análise 
de Circuitos 
Áreas de Trabalho 
6 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Comandos na Barra de Ferramentas (área de Edição) 
 Salva Circuito 
 Abre Circuito 
Novo Circuito 
 Cola 
 Copia 
Corta Imprime 
Ponto de Operação 
 Polos e Zeros 
 Função de Transferência 
 Análise Transitória 
 Análise de Ruído Ajuda 
 Curva de Temperatura 
 Análise DC 
Análise AC 
Barra de Ferramentas – Edição de Circuitos 
4 
7 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Comandos na Barra de Ferramentas (área de Análise) 
Salva Gráficos 
 Seleciona Variáveis 
 Inicia Simulação Ajuda 
 Zoom 
 Sai do Modo de Análise 
 Paraliza Simulação 
Barra de Ferramentas – Análise de Circuitos 
8 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Arquivo de comandos: tipo texto com terminação .CIR 
 A primeira linha é considerada como título; 
 Linhas de comentários devem ser precedidas de * no 
início da linha; 
Comentários em linha de comando devem ser precedidos 
de ! antes do texto; 
 Linhas de comando podem ser continuadas colocando-se 
um sinal de + no início da linha subsequente; 
 Os nós do circuito podem ser numerados aleatoriamente, 
excetuando-se o 0, que é utilizado para indicar Terra (GND). 
Edição de Arquivos de Comando 
5 
9 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
 F = 1E-15 
 P = 1E-12 
 N = 1E-9 
 U = 1E-6 
 M = 1E-3 
 K = 1E3 
 MEG = 1E6 
 G = 1E9 
 T = 1E12 
 
Representação de Potências 
10 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
RXXX N1 N2 <Valor []> 
3 4 
R1=100  
R1 3 4 100 
Exemplos: 
2 0 
R5=1K5  
R5 2 0 1.5K 
Especificação de Componentes - Resistor 
6 
11 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
CXXX N+ N- <Valor [F]> < IC = condições iniciais> 
Exemplo: 
C5 2 5 10U IC=3 
2 
5 
C5=10F V0=3 V 
+ 
- 
Especificação de Componentes - Indutor 
LXXX N+ N- <Valor [H]> < IC = condições iniciais> 
Exemplo: 
L2 10 7 30N IC=15.7M 
10 7 
L2=30nH 
I0=15.7mA 
+ - 
Especificação de Componentes - Capacitor 
12 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Tensão: 
Corrente: 
VXXX N+ N- <<DC> Valor> <AC < Mag <Fase>>> 
IXXX N+ N- <<DC> Valor> <AC < Mag <Fase>>> 
Análise DC /TR Análise AC 
Valor usado na Análise 
DC ou Transitória 
Amplitude e Fasepara Análise AC 
ATENÇÃO: A corrente da fonte é positiva quando esta flui 
do nó positivo (N+) , através da fonte, até o nó negativo (N-) 
VIN 13 2 AC 1 0 
VCC 10 0 DC 5 
VCC 10 0 5 
I2 25 37 500U 
Exemplos: 
10 
0 
VCC 
5V 
+ 
- 
+I 25 
37 
I2 
500uA 
+ 
- 
13 
2 
VIN 
1Vac 
0° 
+ 
- 
~ 
Especificação de Componentes – Fontes de Energia 
7 
13 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Circuito Simples (idêntico ao utilizado nas aulas de Multisim) 
Obter as tensões nodais e as correntes de malha 
V1 
24V 
R1 
2Ω 
V2 
36V 
R2 
4Ω 
R3 
2Ω 
R4 
2Ω 
R5 
5Ω 
I1 I2 
I1= +2,1176 A I2= -3,5294 A 
Descrição de Circuitos – Exemplo de Duas Malhas 
14 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Numerar TODOS os nós do circuito (incluir nó Zero) 
V1 
24V 
R1 
2Ω 
V2 
36V 
R2 
4Ω 
R3 
2Ω 
R4 
2Ω 
R5 
5Ω 
I1 I2 
I1= +2,1176 A I2= -3,5294 A 
1 2 3 
4 5 0 
Descrição de Circuitos – Numeração de Nós 
8 
15 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
V1 
24V 
R1 2Ω V2 36V 
R2 4Ω R3 2Ω 
R4 
2Ω 
R5 
5Ω I1=2,12A I2=-3,53A 
1 2 3 
4 5 0 
I(v2) 
I(v1) 
+ 
+ 
- 
- 
Descrição no AIM-SPICE 
16 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Para determinar as tensões e correntes quiescentes, basta 
selecionar o botão OP na barra de tarefas do AIM-SPICE 
São apresentadas as tensões de 
cada um dos nós do circuito, além 
das correntes que fluem pelas 
fontes de alimentação (observar o 
sentido das correntes) 
V1 
24V 
R1 2Ω V2 36V 
R2 4Ω R3 2Ω 
R4 
2Ω 
R5 
5Ω I1=2,117A I2=-3,529A 
1 2 3 
4 5 0 
I(v2) 
I(v1) 
+ 
+ 
- 
- 
Análise de Ponto de Operação (OP) 
9 
17 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Como a análise OP do AIM-SPICE só fornece as correntes que 
passam por fontes de tensão então uma estratégia para medir a 
corrente em qualquer ramo consiste em inserir em série com um 
elemento desse ramo uma fonte de tensão DC com valor zero, 
posicionada de modo a obter a corrente no sentido adequado. 
Exemplo: No circuito abaixo deseja-se obter a corrente na 
resistência R4, no sentido indicado. 
IR4 
I(VR4) 
IR4 
Medição de Correntes em Ramos Específicos 
18 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Observar que é necessária a inclusão de novo nó no circuito 
(neste caso o nó 5) e que a fonte de tensão VIR4 foi posicionada 
de modo que a corrente fornecida pelo AIM-SPICE (I(VR4)) 
está no mesmo sentido da corrente desejada (IR4) . 
Descrição do circuito com comandos do AIM-SPICE: 
Medição de Correntes em Ramos Específicos 
10 
19 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Como a análise OP do AIM-SPICE só fornece as tensões nodais 
relativas ao nó de referencia (nó zero) então a estratégia para 
medir a diferença de tensão em qualquer ramo consiste em 
inserir em paralelo com o ramo um gerador vinculado de tensão 
controlado pela tensão desse ramo, posicionado de modo a 
obter a tensão no sentido adequado na saída do gerador 
vinculado (saída do gerador deve ter como referência o nó zero). 
Note que pode ser utilizado um fator de ganho de tensão na 
saída do gerador vinculado. 
Gerador Vinculado de Tensão: 
EXXX NVo+ NVo- NC+ NC- <AV> 
Eo Vc 
Eo = AVxVc 
X 
Medição de Tensões em Ramos Específicos 
20 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Exemplo: No circuito abaixo deseja-se obter a tensão na 
resistência R4 (entre os nós 1 e 2). Neste caso, deseja-se medir 
essa tensão com ganho 10. Para isso é inserido um gerador de 
tensão vinculado (E1), controlado pelos nós 1 e 2 (V(1) – V(2)) 
gerando a tensão desejada no nó 5. 
VR4 VR4 
V(5) = E1 = 10 xVR4 
E1 
Medição de Tensões em Ramos Específicos 
11 
21 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Descrição do circuito com comandos do AIM-SPICE: 
Medição de Tensões em Ramos Específicos 
22 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Exercício 1: Utilizando o AIM-SPICE determinar as 
correntes de malha: I1 e I2, a corrente IR4 e as tensões 
VR1, VR4 e VR5 (nos sentidos indicados). 
V1
24V
R1
2ohm
V2
36V
R2
4ohm
R3
2ohm
R4
2ohm
R5
5ohm
I1 I2
1 2 3 
4 5 0 
VR1 
VR4 VR5 
IR4 
1 
1 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
SIN ( V0 VA FREQ TD THETA) 
Valor Inicial 
(Offset) 
Amplitude 
Frequência 
Atraso 
Amortecimento 
Exemplo: IB 3 0 SIN(2 2 5 1S 1) 
 IB=2+2.sen(2..5.(t-1)).e-(t-1).1 
V=V0 + VA*SIN(2*π*F*T)*e(-T*θ) para T>TD 
TD=1s 
1/FREQ=200ms 
IBmax= 0,37.IA + I0 
IA=2 
Gerador de Forma de Onda Senoidal 
2 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
PULSE ( I1 I2 TD T1 T2 PW PER) 
Valor Inicial 
(Offset) 
Valor de 
Pico 
Tempo da 
Transição 1 
Atraso 
Largura 
Tempo da 
Transição 2 
Período 
Exemplo: IB 2 0 PULSE(1 5 1S .1S .4S .5S 2S) 
TD=1s 
I1=1 
I2=5 
PW=500ms 
PER=2s 
T1=100ms 
T2=400ms 
Gerador de Forma de Onda Pulsada 
2 
3 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Variação de fonte de tensão ou corrente contínua 
Selecionada pelo comando .DC 
.DC SNAME VSTART VSTOP VINCR …. 
.DC VIN 0 5 0.5 
.DC VDS 0 10 0.5 VGS 0 5 1 
.DC vds 0 5 0.1 
Exemplos: 
Nome 
da Fonte 
Tensão 
Inicial 
Tensão 
Final 
Incremento 
AIM-Spice (Análise DC) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Análise de Tensão ou Corrente Contínua (DC) 
4 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Variação de frequência de fonte alternada 
Selecionado pelo comando .AC 
.AC DEC ND FSTART FSTOP 
 OCT NO 
 LIN NP 
 
 Frequência 
Inicial 
 Frequência 
Final 
Modo de variação 
da frequência 
(Décadas/Oitavas/Linear) 
Número de pontos (por década, oitava ou total) 
Exemplos: 
.AC LIN 1000 1 1K 
.AC OCT 100 1 10K 
.AC DEC 200 1 10G 
AIM-Spice (Análise AC) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Análise de Tensão ou Corrente Alternada (AC) 
3 
5 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Análise Transitória (TR) 
Variação de tensão ou corrente em função do tempo 
Selecionado pelo comando .TR 
.TRAN TSTEP TSTOP TSTART TMAX UIC 
Passo 
Inicial 
Passo 
Máximo 
Exemplos: 
.TRAN 10N 50U 
.TRAN 10M 2 0 50M UIC 
.TRAN 2N 200N UIC 
Tempo 
Final 
Início do 
Gráfico 
Utilização de 
Condições 
Iniciais 
AIM-Spice (Análise TR) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
V1 
24V 
R1 
2Ω 
V2 
36V 
R2 
4Ω 
R3 
2Ω 
R4 
2Ω 
R5 
5Ω 
I1 I2 
1 2 3 
4 5 0 
Executar a simulação do mesmo circuito utilizado 
anteriormente, porém utilizando no lugar de V1 uma 
fonte variável de 0 até 24 V (passos de 0,5 V) 
Exercício 2 - Análise DC 
4 
7 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Configuração 
da variação da 
tensão V1 
Para executar a análise DC basta selecionar o botão DC na 
barra de tarefas do AIM-SPICE e selecionar os parâmetros 
da fonte desejada (fonte V1, variando de 0 a 24V, compassos de 0.5V) 
Exercício de Análise DC – Parametrização da Análise 
8 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Para completar a Análise DC deve-se selecionar as variáveis 
a serem representadas no gráfico (na janela de análise). 
Neste caso as correntes nas fontes V1 e V2 ( I(v1) e I(v2)). 
Seleção da(s) 
variável(is) 
apresentada(s) 
no gráfico de 
saída 
Exercício de Análise DC – Definição do Gráfico 
5 
9 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Inicia Simulação 
Resultado da simulação para as correntes nas fontes 
V1 e V2 em função da variação da tensão V1. 
Exercício de Análise DC – Simulação 
10 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Inicia Simulação 
Ajuste das escalas do gráfico (botão direito do mouse) 
Ajuste das escalas 
vertical e horizontal 
do gráfico 
(botão direito do mouse) 
Exercício de Análise DC – Ajustes na Apresentação 
6 
11 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Visualização da Tabela de Dados (View/Results from 
last Simulation) 
Visualiza resultados da última simulação 
Exercício de Análise DC – Planilhas de Dados 
12 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Executar a simulação do mesmo circuito utilizado 
anteriormente, porém utilizando no lugar de V1 uma 
fonte de tensão senoidal, com valor médio de 24V, 
amplitude de 100 mV e frequência de 5 MHz 
V1 
R1 
2Ω 
V2 
36V 
R2 
4Ω 
R3 
2Ω 
R4 
2Ω 
R5 
5Ω 
I1 I2 
1 2 3 
4 5 0 
~ 
Exercício 3 - Análise TR 
7 
13 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Seleciona análise 
transitória para a 
verificação das variáveis 
em função do tempo. 
Parâmetros adotados: 
Passo da simulação: 10ns 
Intervalo de simulação: 1s 
Para executar a Análise Transitória basta selecionar o 
botão TR na barra de tarefas do AIM-SPICE e selecionar 
os parâmetros de tempo da análise desejada (intervalo de 
1us e passo de 10ns) 
Exercício de Análise TR – Parametrização da Análise 
14 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Resultado da simulação para a tensão na fonte V1 e a sua 
corrente I(v1), no intervalo de simulação definido (1uS) 
V1 
R1 
2Ω 
V2 
36V 
R2 
4Ω 
R3 
2Ω 
R4 
2Ω 
R5 
5Ω 
I1 I2 
1 2 3 
4 5 0 
~ 
I(v1) 
Exercício de Análise TR – Simulação 
8 
15 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Para melhorar os resultados da Análise Transitória 
pode-se limitar o máximo passo da simulação (por 
exemplo em 10ns) 
Limitação de passo da 
Análise Transitória 
Parâmetros adotados: 
Passo da simulação: 10ns 
Intervalo de simulação: 1s 
Passo máximo: 10nS 
Exercício de Análise TR – Limitação do Passo 
1 
1 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Determinar a tensão Vo(t) e a corrente no resistor R2 
quando a chave S é fechada 
Neste tipo de circuito caso é necessário realizar inicialmente a 
análise do ponto de operação do circuito, com a chave aberta, para 
determinar as condições iniciais (IC) do indutor e do capacitor 
R1=3  
R2=6  R3=2  
L1=1 H C1=2 F 
12 V V0 (t) 
t=0 s 
S 
Exercício 4 - Análise de Circuitos R, L e C com 
Chaveamento 
2 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Antes de realizar a análise no AIM-SPICE deve-se: 
1 - Numerar os nós do circuito 
2 - Identificar a polarização das fontes e dos bipolos (L e C) 
R1=3  
R2 
6  
R3 
2  
L1=1 H 
C1=2 F 
V1 
12 V 
V0 (t) 
t=0 s 
S 
0 
1 2 3 4 
+ - - + 
+ 
- 
I(v1) 
IL Vc 
Análise de Circuitos R, L e C – Descrição do Circuito 
2 
3 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Descrever o circuito no AIM-SPICE (com a chave 
em aberto para determinar as condições iniciais) 
R1=3 
R2 
6  
R3 
2  
L1=1 H C1=2 F 
V1 
12 V 
V0 (t) 
+ - - + 
+ 
- 
0 
1 2 3 4 
IL Vc 
I(v1) 
Análise de Circuitos R, L e C – Condições Iniciais 
4 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Para determinar as tensões e correntes quiescentes, 
basta selecionar o botão OP na barra de tarefas. 
R1=3  
R2 
6  
R3 
2  
L1=1 H C1=2 F 
V1 
12 V 
V0 (t) 
+ - - + 
+ 
- 
0 
1 2 3 4 
IL Vc 
I(v1) 
Condições iniciais do circuito: 
Tensão no capacitor:Vc= v(3)-v(4)= 8V 
Corrente no indutor: IL= -I(v1)= 1.33 A 
Análise de Circuitos R, L e C – Condições Iniciais 
3 
5 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Como segundo passo deve-se redefinir o circuito, 
incluindo-se as condições iniciais, eliminando-se a fonte V1 
e o resistor R1. Realiza-se a análise transitória para obter-se 
a tensão Vo(t) e a corrente em R2 
R2 
6  
R3 
2  
L1=1 H C1=2 F 
V0 (t) 
+ - - + 
0 
3 4 
IL Vc 
Seleciona Análise Transitória 
(TR), incluindo as condições 
iniciais 
Exercício 5 - Análise de Circuitos R, L e C – Análise TR 
6 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Curva de Vo(t) e tensão sobre o resistor R2 (pós-análise) 
O gráfico obtido foi configurado no AIM-Postprocessor, 
clicando-se duas vezes sobre o gráfico da simulação PSPICE 
Análise de Circuitos R, L e C – Tensão em R2 
4 
7 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Considerar o circuito abaixo, onde a chave S estava 
fechada a muito tempo (curto-circuitando o resistor 
R3). Determinar a tensão Vc no capacitor para t > 0, 
supondo que a chave S abre em t=0. 
V1 
12V 
R1 
2Ω R2 
2Ω 
R3 
8Ω 
C1 
0,5F 
S 
t=0 
Vc 
Exercício 6 - Análise de Circuitos R e C 
8 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Antes de realizar a análise no AIM-SPICE deve-se: 
1 - Numerar os nós do circuito 
2 - Identificar a polarização das fontes e dos bipolos 
V1 
12V 
R1 
2Ω R2 
2Ω 
R3 
8Ω 
C1 
0,5F 
S 
t=0 
Vc + 
- 
+ 
- 
0 
1 2 
3 
Análise de Circuito R e C – Descrição do Circuito 
5 
9 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Descrever o circuito no AIM-SPICE (com a chave 
fechada para determinar as condições iniciais em t=0) 
R3 = 0 (usar 1 nΩ) para t <0 
(simula curto-circuito da chave S em R3) 
1N 
V1 
12V 
R1 
2Ω R2 
2Ω 
R3 
0Ω 
C1 
0,5F Vc + 
- 
+ 
- 
0 
1 2 
3 
1nΩ 
Análise de Circuito R e C – Condições Iniciais 
10 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Para determinar as tensões e correntes quiescentes, 
basta selecionar o botão OP na barra de tarefas 
1N 
Condições iniciais do circuito: 
Tensão no capacitor: 
Vc =v(2) = 6V 
V1 
12V 
R1 
2Ω R2 
2Ω 
R3 
0Ω 
C1 
0,5F Vc + 
- 
+ 
- 
0 
1 2 
3 
1nΩ 
Análise de Circuito R e C – Condições Iniciais 
6 
11 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Redefinir o circuito, incluindo as condições iniciais 
(neste caso a tensão no capacitor) e remover o curto 
da chave S sobre o resistor R3. Realizar a análise 
transitória para verificar Vc(t) com t>0. 
V1 
12V 
R1 
2Ω R2 
2Ω 
R3 
8Ω 
C1 
0,5F 
Vc 
+ 
- 
+ 
- 
0 
1 2 
3 
Vo=6V 
Seleciona análise transitória, 
incluindo condições iniciais. 
Parâmetros da análise: 
Passo= 50mS; 
Intervalo= 5 segundos 
Análise de Circuito R e C – Análise TR 
12 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICECurva de Vc(t) em função do tempo 
V1 
12V 
R1 
2Ω R2 
2Ω 
R3 
8Ω 
C1 
0,5F 
Vc 
+ 
- 
+ 
- 
0 
1 2 
3 
Vo=6V 
Análise de Circuito R e C – Gráfico da Análise 
7 
13 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Curva de Vc(t) e tensão sobre o resistor R3 em 
função do tempo 
O gráfico obtido foi configurado no AIM-Postprocessor, 
clicando-se duas vezes sobre o gráfico da simulação PSPICE 
Análise de Circuito R e C – Tensão em R3 
14 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Utilizando-se o AIM-Postprocessor pode-se editar a 
forma de onda (clicar no botão direito do mouse) e 
observar cursores. 
Análise de Circuito R e C – Apresentação Gráfica 
8 
15 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Planilha (no formato. txt) com dados da simulação 
da carga do capacitor (comando File/Export to File 
do AIM-Postprocessor) 
V1 
12V 
R1 
2Ω R2 
2Ω 
R3 
8Ω 
C1 
0,5F 
Vc 
+ 
- 
+ 
- 
0 
1 2 
3 
Vo=6V 
Análise de Circuito R e C – Planilha de Dados 
1 
1 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Simulação de um circuito retificador de onda completa 
com ponte de diodos 


















1
1
0
0
T
D
D
V
V
D
V
kT
q
D
eII
eII 
ID 
VD 
A K 
Vj 
VT ≈ 25mV VJ ≈ 0,7V 
Análise com Dispositivos Semicondutores 
2 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
DXXX N+ N- Modelo <condições particulares> 
Principais parâmetros aceitos no modelo do diodo 
Nome Parâmetro Unidade Valor Inicial 
IS corrente reversa A 1.0e-14 
RS resistência Ohm 0 
N Emission coefficient - 1 
CJO Zero bias junction capacitance F 0 
VJ Barreira de potencial V 1 
Declaração de Diodo no PSPICE 
D1 1 2 MODD1 
.MODEL MODD1 D IS=1E-12 VJ=0.7 
“D” →Indica que o modelo utilizado refere-se a um diodo 
Exemplo: 
1 2 
MODD1 
2 
3 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Obter a curva característica de um diodo com tensão 
aplicada entre 0 e 1V em passos de 100mV. 
Adotar: Vj=0,7 V e Is=1E-12 A 
V1 D1 I(v1) 
1 
0 
ID 
VD (t) 
Exercício 7 – Curva Característica do Diodo 
4 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Configuração da 
variação da tensão 
V1 para análise DC 
Descrever o circuito no AIM-SPICE e realizar a 
análise DC (variando a tensão aplicada no diodo) 
V1 D1 I(v1) 
1 
0 
ID 
Curva Carcaterística do Diodo - Descrição do Circuito 
3 
5 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
'i(v1)'
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Tensão V1 [V]
-50.0K
-40.0K
-30.0K
-20.0K
-10.0K
0.0K
Co
rr
en
te
 e
m
 V
1 
[A
]
Observar que a corrente no diodo (ID) é oposta à corrente I(v1) 
Curva da corrente na fonte V1 em função da 
variação da tensão direta no diodo 
V1 D1 I(v1) 
1 
0 
ID 
Obtenção da Curva Característica do Diodo 
6 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Exercício 8 - Análise de Retificador de Onda Completa 
Simular um circuito retificador de onda completa com 
ponte de diodos. Determinar a forma de onda da tensão de 
saída retificada com ponte de diodos. 
Adotar: Vj = 0.7 V Is = 1E-12 A 
V1 
15 Vp 
60 Hz 
4 
7 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Determinar os nós de forma conveniente para de obtenção 
da tensão de saída retificada de modo direto 
1 - Numerar os nós do circuito 
2 - Definir polarização das fontes e dos bipolos 
Análise de Retificador de Onda Completa 
1 
3 
2 + 
- Vo 
0 
8 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Selecionar análise 
transitória para obtenção 
da tensão de saída 
1 
3 
2 
0 
+ 
- Vo 
Análise de Retificador – Descrição do Circuito 
Descrever o circuito no AIM-SPICE e realizar a análise TR. 
Tempo de análise para um período da senóide (16,6 ms). 
100 u 
5 
9 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Análise de Retificador – Forma de Onda Retificada 
10 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Incluir um capacitor de filtro na saída da ponte de diodos. 
Observar efeito da inclusão do capacitor na forma de onda 
da tensão de saída retificada 
1 
3 
2 
0 
+ 
- Vo C=100F 
Exercício 9 - Retificador com Filtro Capacitivo 
6 
11 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
1 
3 
2 
0 
+ 
- Vo 
C1 
100F 
Análise de Retificador com Filtro - Descrição 
12 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Obtém-se uma tensão constante após a carga do capacitor 
Análise de Retificador com Filtro – Forma de Onda 
1 
3 
2 
0 
+ 
- Vo 
C1 
100F 
7 
13 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Inserir uma carga R1 de 10 K na saída (em paralelo 
com C1), mantendo C1=100 F 
Justificar porque não é observada nenhuma variação significativa 
na tensão de saída em relação à situação sem carga? 
1 
3 
2 
0 
+ 
- Vo 
C1 
100F 
R1 
10KΩ 
Análise de Retificador com Filtro RC 
14 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Manter a carga R1 em 10 K na saída e reduzir o 
valor de C1 para 1 F 
Justificar porque a tensão de saída, anteriormente contínua, 
apresenta agora uma variação indesejável (“ripple”). 
1 
3 
2 
0 
+ 
- Vo 
C1 
1F 
R1 
10KΩ 
Análise de Retificador com Filtro RC Reduzido 
8 
15 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Obter a corrente sobre o diodo D1 com carga R1 de 10 K 
e capacitor C1 de 1 F (condição anterior) 
Para medir a corrente num certo ramo pode-se incluir 
uma fonte de tensão nula nesse ramo. 
3 
2 
0 
+ 
- Vo 
R1 
10KΩ 
C1 
1F 
1 
V2=0V 
4 
Análise de Corrente em Diodo Retificador 
ID1 
16 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
3 
2 
0 
+ 
- Vo 
R1 
10KΩ 
C1 
1F 
1 
V2=0V 
4 
Análise de Corrente em Diodo Retificador - Descrição 
ID1 
9 
17 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Formas de onda da tensão de saída e corrente no diodo 
Simulação com passo de 1nS e duração 40ms 
(sem limitação do passo de análise) 
Análise de Correntes em Diodo Retificador - Análise 
18 
Simulação de Circuitos e Dispositivos p/ Automação: PSPICE 
Simulação com passo de 1nS, duração 40ms e passo 
máximo de 1us (observar regularidade da forma de onda) 
Análise de Correntes em Diodo Retificador - Análise

Continue navegando