Simulation einer VC-Schaltung in ltspice

Abgesehen von dem, was die anderen bereits geantwortet haben, simulieren Sie das scheinbare Laden eines 10-uF-Kondensators auf einer Zeitskala von einer Million Sekunden. Das scheint keine durchdachte Entscheidung zu sein.

Darüber hinaus sollten Sie wissen, dass LTspice durch die Verwendung der von Ihnen verwendeten Simulationskarte zunächst versucht, eine Lösung für die Schaltung zu finden, sodass es so aussieht, als ob die Schaltung ausgeführt wurde, wenn Sie auf „Run“ klicken seit dem Urknall, und erst jetzt sehen Sie die Auswirkungen einer Schaltung, die viel Zeit hatte, sich zu beruhigen, alle Transienten aufzulösen und so aussieht, wie sie auf Ihrem Bild ist.

Es sei denn, Sie verwenden eine gepulste Quelle oder das startupFlag oder die uic:

• Bei einer gepulsten Quelle (z. B. von 0 auf 1 V) teilen Sie dem Solver manuell mit, dass die Schaltung in Ruhe war, und Sie möchten die Zeit vorgeben, zu der eine Änderung stattfindet. Auch hier gilt die gleiche Überlegung, wie oben, die Schaltung läuft seit Ewigkeiten, aber sie war Null.
• Mit startupwird LTspice entscheiden, die Quellen gleich zu Beginn hochzufahren, was ungefähr das gleiche wie oben ist, aber von LTspice gehandhabt wird. Auch hier läuft die Schaltung seit Anbeginn der Zeit.
• und damit uicsagen Sie dem Löser, dass er alles vergessen soll, was zuvor passiert sein könnte, und bedenken Sie, dass der Urknall passiert, wenn Sie auf "Ausführen" klicken, sodass er alle möglichen Transienten berechnen muss.

Da es sich um einen Simulator handelt, der auf einem Computer läuft, spielen numerische Toleranzen eine große Rolle, was bedeutet, dass die Spannungsquelle keinen Innenwiderstand von 0,0 haben kann, weil sie eine Division durch Null erzeugen würde. Daher hätte es einen endlichen Widerstand, der zusammen mit dem Löser versucht, Zahlen zu berechnen, die der Realität so nahe wie möglich kommen. Dieser 0.01 fAStrom wird in den 1e-17Bereich übersetzt, der um die doubleGenauigkeit herum liegt, und ist höchstwahrscheinlich der Rest nach der Newton-Raphson-Iteration (oder seinen Alternativen).

Außerdem sieht der Graph wegen des relativ großen Zeitschritts und wegen der Wellenformkomprimierung (standardmäßig aktiviert) an beiden Enden geknickt aus. Sie könnten diese umgehen, indem Sie eine kleinere Zeitskala ( us...msscheint besser geeignet), einen optionalen Zeitschritt und einen noch optionaleren festlegen .opt plotwinsize=0, der die Wellenformkomprimierung deaktiviert und die Wellenformen artefaktfrei lässt. Oder verwenden Sie den alternativen Solver, der viel präziser, aber etwa doppelt so langsam ist.

Ihre Simulation ist bedeutungslos: Sie nehmen eine ideale Spannungsquelle, die bei Bedarf unendlich viel Strom liefern kann, und verbinden sie mit einem idealen Kondensator, der keinen Innenwiderstand, sondern nur eine Kapazität hat.

In Ihrer Simulation lädt die Spannungsquelle den Kondensator also sofort auf die volle Spannung auf (das geschieht in einem einzigen Simulationszeitschritt) und hat dann keinen Strom.

Was auch immer diese Simulation sagt, hat also nichts mit der Realität zu tun!

Beachten Sie, dass die Einheit 0,01 fA auf der y-Achse ist? Ja, das ist wahrscheinlich irgendwo ein Zahlenfehler.

Ihre Simulationsergebnisse (für Ihre Konfiguration) sind korrekt. Ihr Kondensator ist bereits geladen und Sie haben eine Schwankung von was,$1^{-17}A$? Wahrscheinlich kommt es von den Simulationstoleranzen.

Sehen Sie, da Sie das Schaltverhalten Ihres Schalters nicht simulieren (es ist auch eine andere Option), müssen Sie LTSpice anweisen, alle externen Quellen auf 0 zu setzen, was bedeutet, dass$V_{CAP}=0V @ t=0$.

Ich habe gerade diese Simulation mit den gleichen Ergebnissen ausprobiert. Hier gibt es zwei Probleme.

1) Die scheinbare Zeitverzögerung, bei der der Strom scheinbar von 0,01000000 fA auf 0,01000018 fA ansteigt, ist auf den verwendeten Zeitschritt zurückzuführen. Um dies zu beheben, fügen Sie Ihrer Simulation entweder einen maximalen Zeitschritt (z. B. 1 ms) hinzu oder simulieren Sie über eine kürzere Zeit.

2) 0,01 fA$(10 \times10^{-18}\text{amp})$ist winzig. Unter der Annahme idealer Komponenten würde ein unendlicher Strom in Nullzeit fließen, um den Kondensator aufzuladen, dann ist der Strom Null, Spice ist eine numerische Annäherung, sodass die Antwort immer einen Fehler aufweisen wird. In der realen Welt würde der Strom durch den ESR des Kondensators und die Ausgangsimpedanz des Netzteils begrenzt, so dass er in einer endlichen, aber kurzen Zeit aufgeladen würde.