¿Cómo se determina el voltaje de un nodo?

Una cosa muy importante a tener en cuenta es que los voltajes siempre están referenciados entre dos puntos. La ley de Ohm establece que la tensión across una resistencia es proporcional a la corriente que fluye through it.

Entonces, en el caso 1 (circuito izquierdo), asumamos los flujos actuales desde nodo1 a nodo2. El voltaje a través de la resistencia es entonces \ $ V_ {nodo1} - V_ {nodo2} \ $. Debido a que tenemos la fuente de voltaje ideal V1 , esta diferencia de voltaje es por definición 10V. La corriente que fluye a través de ella puede calcularse como 10mA (como lo ha hecho).

Muy claramente, la tensión en el nodo1 y la tensión en el nodo2 no son iguales . Acabamos de mostrar que el voltaje en el nodo1 debe ser 10V más alto que el voltaje en el nodo2.

Además, es igual de incorrecto decir que el voltaje en el nodo 1 es de 10V. Podría ser 100V si \ $ V_ {node2} = 90V \ $, o podría ser -5V si \ $ V_ {node2} = -15V \ $. El tiempo solo tiene sentido decir cuál es el voltaje en un nodo si define un nodo de referencia (también conocido como nodo de tierra ) , que definimos para estar en 0V.

En el caso 1, hay dos opciones posibles para el nodo de tierra:

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Estos dos circuitos son idénticos a los de su circuito izquierdo, simplemente definí un nodo de tierra de manera diferente entre los dos.

Ahora y solo ahora tiene sentido decir cuál es el voltaje en un nodo.

\ begin {se reúne} V_ {nodo1} = 10V \\ V_ {nodo2} = 0V \\ V_ {nodo3} = 0V \\ V_ {nodo4} = -10V \ end {se reúnen}

En el caso 2 (su circuito correcto), todavía tenemos ese \ $ V_ {nodo1} - V_ {nodo2} = I R_1 \ $ (por la ley de Ohm), pero debido a que la fuente de voltaje ya no está conectada al nodo1 y node2, \ $ V_ {node1} - V_ {node2} \ neq 10V \ $ (bueno, técnicamente hay un tiempo en que esto es cierto, pero ese tiempo es extremadamente corto y está dictado por otros factores). En cambio, cuando se cierra el switch, V1 proporciona la restricción de que \ $ V_ {node1} - V_ {node3} = 10V \ $ (asumiendo que node3 es el nodo más bajo).

^{simular este circuito}

Necesitamos ecuaciones adicionales que relacionen el voltaje en el nodo 2 con los otros nodos antes de que podamos determinar el comportamiento del circuito.

Como se alude a los comentarios de Anklon, con SW1 cerrado, el capacitor se cargará hasta que el diodo comience a conducir. Esto ocurre nominalmente en \ $ V_ {node2} - V_ {node3} \ approx 0.7V \ $. Ahora tenemos suficientes ecuaciones para resolver el comportamiento de estado estable del circuito:

\ begin {se reúne}   V_ {nodo1} - V_ {nodo2} = I R_1 \\   V_ {nodo2} - V_ {nodo3} = 0.7V \\   V_ {nodo1} - V_ {nodo3} = 10V \ end {se reúnen}

Encontrarás que \ $ V_ {node1} - V_ {node2} = 9.3V \ $.

(No veo ninguna relación entre tu título y tu pregunta. Intenta dar un título relevante).

Suponemos que la tensión de polarización directa de \ $ D_1 \ $ es 0.7V. Entonces, cuando se mantiene \ $ SW_1 \ $, se cierra el flujo de corriente a través del diodo a una diferencia de 0.7V y, por lo tanto, el condensador también se carga con una diferencia de 0.7V.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Cuando abre \ $ SW_1 \ $ el capacitor todavía está cargado y su voltaje es de 0.7V, que es el voltaje de polarización directa para el diodo. Por lo tanto, la caída de voltaje en la Resistencia será (10-0.7) Volt. Así que la corriente irá a través del diodo durante un tiempo determinado. Con el tiempo, el condensador perderá las cargas y cuando el voltaje descienda por debajo de la tensión de polarización directa, la corriente dejará de fluir o será insignificante.