Calcular la resistencia usando el método de corriente de malla

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En la figura, si I = 80 mA, determine la resistencia R.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

La respuesta es 600Ohm.

Mis pasos:

$$ I2 = -0.08 $$ $$ 20 + R \ left (I1-I2 \ right) + 100I1 = 0 \ tag1 $$ $$ 200I2 + 40 + R \ left (I2-I1 \ right) = 0 \ tag2 $$

entonces $$ 20 + R \ left (I1 + 0.08 \ right) + 100I1 = 0 \ tag1 $$ $$ 24-R \ left (I1 + 0.08 \ right) = 0 \ tag2 $$

entonces $$ R \ left (I1 + 0.08 \ right) = 24 \ tag {a} $$

Ahora sub (a) a (1) y obtengo $$ 20 + 24 + 100I1 = 0 \\ 100I1 = -44 $$ $$ I1 = -0.44 \ tag {b} $$

Sub (b) de nuevo a (a), $$ R \ izquierda (-0.44 + 0.08 \ derecha) = 24 \\ R = -66.67 \ Omega \\ $$

¿Cómo obtener la respuesta 600 Ohm?

    
pregunta Kin

2 respuestas

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La respuesta es definitivamente incorrecta. Aquí hay una manera rápida de decirlo. Si tiene R = infinito, entonces tiene 40V / 300ohms = 0.133 amps si ignora la corriente proporcionada por el suministro de 20V. Esa es la corriente mínima absoluta que fluirá a través de I. Cualquier reducción de R desde infinito solo aumentará la cantidad de corriente que fluye a través de I. Eso significa que su declaración inicial de I = 80mA es imposible.

La única excepción a esto es si permitimos resistencias negativas como usted ha calculado. Una resistencia negativa sería como una fuente de voltaje / corriente. Probablemente tienes razón en tu cálculo de resistencia negativa.

    
respondido por el horta
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En realidad, en este circuito, el \ $ I \ $ actual es independiente de la resistencia \ $ R \ $.

Para ver esto, elimine \ $ R \ $ del circuito y calcule \ $ I \ $:

$$ I = \ frac {20V + 40V} {100 \ Omega + 200 \ Omega} = 200 \ mathrm {mA} $$

Curiosamente, esto implica que el voltaje entre los nodos donde se conectó \ $ R \ $ es:

$$ 20V - 200 \ mathrm {mA} \ cdot 100 \ Omega = 0V $$

Esto significa que podemos agregar \ $ R \ $ al circuito y la solución no cambia ya que no hay voltaje entre esos nodos.

Por lo tanto, hay un valor no de \ $ R \ ge 0 \ $ que producirá un \ $ I = 80 \ mathrm {mA} \ $. actual

Sin embargo , si permitimos \ $ R < ¡0 \ $, tenemos la posibilidad interesante de un infinito de soluciones!

Escribiendo una ecuación KCL en la parte superior de \ $ R \ $ rendimientos

$$ \ frac {V_R} {R || 100 \ Omega || 200 \ Omega} = 0A $$

Para \ $ R \ ge 0 \ $, la única solución es \ $ V_R = 0 \ $ como se deriva anteriormente.

Pero, si permitimos

$$ R = - (100 \ Omega || 200 \ Omega) = -66.67 \ Omega $$

el denominador es infinito y, por lo tanto, hay una solución para cualquiera \ $ V_R \ $ y asociado \ $ I \ $!

Esto no debería ser demasiado sorprendente. El circuito equivalente de Thevenin 'visto' por la resistencia \ $ R \ $ está dado por

\ $ V_t = 0V \ $

y

\ $ R_t = 100 || 200 \ Omega = 66.67 \ Omega \ $

Si luego conectamos este circuito equivalente con una resistencia \ $ R = -66.67 \ Omega \ $, el nuevo equivalente de Thevenin se convierte en un circuito abierto.

Esto significa que podemos colocar una fuente de voltaje en \ $ R \ $ y la fuente de voltaje no suministrará ninguna corriente.

En otras palabras, podemos colocar temporalmente una fuente de voltaje en \ $ R \ $ y, dado que la fuente no suministra corriente, eliminar la fuente y el voltaje en \ $ R \ $ no cambiará, el circuito mantendrá ese voltaje en \ $ R \ $.

Por supuesto, no hay resistencias negativas físicas (aunque podemos aproximarlas con circuitos activos), por lo que esto es principalmente académico.

    
respondido por el Alfred Centauri

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