Puedo usar el teorema de Thevinin para simplificar R1 y R2, y luego usar la regla de división de voltaje para obtener la salida. Sin embargo, quiero hacerlo sin usar el teorema de Thevinin. ¿Cómo analizar el circuito de forma intuitiva, tal vez utilizando alguna extensión de la propia regla de división de voltaje?
Lo que es intuitivo varía de persona a persona, pero puede usar la fórmula para resistencias en serie y en paralelo. El voltaje en el nodo sin etiquetar entre R1 y R2 se puede calcular por una división de voltaje usando la combinación de R2 || (R3 + R4), donde || Denota resistencias en paralelo. Cuando conoce el voltaje en el nodo intermedio, puede usar la división de voltaje nuevamente utilizando R3 y R4.
Muchos de estos circuitos de ejercicio están dibujados de manera que confunden al espectador. Primero re-dibujaría el circuito de esta manera:
(En realidad, I no se molestaría en volver a dibujarlo, ya que puedo ver el patrón en el dibujo original, pero volver a dibujar el circuito puede ayudar a los principiantes a ver cuál es el circuito real. ...)
Ahora puede ver que R3 y R4 forman un divisor de voltaje que está en paralelo con R2. Esos tres resistores juntos forman otro divisor de voltaje con R1
Dejaré los cálculos como un ejercicio para el estudiante.
Aquí se explica cómo usar algo que probablemente no conozca, el teorema de elementos adicionales .
Lo que complica este circuito es el R2. Si no lo tuviera, entonces el resultado sería V1 * (R4) / (R1 + R3 + R4) ... por un simple divisor de voltaje. Otra forma de indicar lo mismo es que la función de transferencia con R2 reemplazado por un circuito abierto es $$ H_ \ infty = R_4 / (R_1 + R_3 + R_4) = 2/5 $$
Hasta ahora todo bien, pero ahora necesitamos aplicar una corrección para tener en cuenta el R2. Esto se hace calculando un par de cosas (todas son muy fáciles aquí, pero las escribo en detalle):
la "impedancia ordinaria del punto de conducción", Zd, que es desde el punto de vista del puerto de R2 (sin R2 en el circuito) y con la entrada (V1) en corto \ $ Z_d = R1 || (R3 + R4) = 12k \ Omega. \ $
la "impedancia de punto de activación nula" que es nuevamente desde el punto de vista del puerto de R2 (aún sin R2) pero con V1 en el circuito y de tal manera que la salida es cero. Es trivial ver aquí que \ $ Z_n = 0 \ $, es decir, necesitamos acortar el puerto de R2 para que la salida sea cero independientemente del valor de V1.
Así que combinándolos con la fórmula EET, la función de transferencia con \ $ Z = R_2 \ $ en el circuito es:
$$ H = H_ \ infty \ frac {1 + Z_n / Z} {1+ Z_d / Z} = \ frac {2} {5} \ frac {1 + 0} {1+ \ frac {12} {20}} = \ frac {2} {5} \ frac {5} {8} = \ frac {1} {4} $$
Entonces, el voltaje de salida es 2.5V / 4 = 0.625V.
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