Altifigence Academy

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實作:預測並模擬負載分壓器

執行直流工作點分析,並區分電源電流與負載電流。

執行前預測

建立 5 V、10 kΩ/10 kΩ 分壓器,並在 out 與接地之間加上 10 kΩ 負載。下方兩個電阻並聯,得到 5 kΩ。總電源路徑電阻為 15 kΩ,電源電流為 0.333333 mA,輸出為 1.666667 V,各下方支路流過 0.166667 mA。將四項預測保留於小型結果表。

可重現的輸入

將下列內容儲存為 loaded-divider.cir,以可用的獨立 ngspice 執行檔執行:ngspice -b loaded-divider.cir。這些是標準 SPICE 元件,沒有外部元件模型。課程提供輸入;命令是否可用取決於你的環境。

spice
Loaded divider: nominal resistors
V1 supply 0 DC 5
Rtop supply out 10k
Rbottom out 0 10k
Rload out 0 10k
.op
.end

節點 0 是參考點。第一行是標題,最後的 .end 結束輸入檔。依此電源方向,電源提供電流時 i(V1) 為負;預期約為 −0.333333 mA。Rload 電流由 out 流向接地為正。符號不符不一定代表大小不符。

改變一個條件

移除 Rload 並重新執行:out 應變為 2.5 V,電源電流大小為 0.25 mA。還原 Rload,只將其值改為 100k,並預測 2.380952 V。標稱理想電阻練習使用 1 mV 電壓比較容許誤差;它衡量計算與模擬之差,不代表實體元件準確度。

記錄模擬器版本、完整輸入檔、結果,以及各預期值是否通過。接受印出的數字前,先檢查錯誤與結束狀態。此電源網路沒有未連接節點或非線性收斂問題,因此結果不符通常應檢查節點名稱、單位或複製的數值。

若也在電路圖編輯器中繪製電路,應比較其匯出連接與此輸入檔,不要假設相似圖面就代表電氣相同。獨立命令並未證實 ALcad 執行或後端相容性。語法與分析行為說明見 ngspice 文件。

自己試試看

將 Rload 改為 20 kΩ。執行前預測輸出與電源電流大小。

查看解說

Rbottom || Rload = 6.666667 kΩ;輸出 = 2 V,電源電流大小 = 0.3 mA。兩支路分別流過 0.2 mA 與 0.1 mA。

Lesson files

loaded-divider.cir ↓

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