Desarrollando una intuición sobre este circuito

Otras personas han dado buenos métodos cuantitativos. Si desea un método más cualitativo, un lugar en el que puede comenzar es tratar de averiguar de qué manera fluyen las corrientes en cada rama. Por lo general, eso también le ayudará a comprender qué está sucediendo con los voltajes.

Hay tres ramas: la rama V1 / R1, la rama R2 y la rama I1. La rama I1 tiene una fuente de corriente constante, para que sepa de qué manera fluye la corriente. A continuación, mira la rama R2. Todas sus fuentes apuntan hacia la parte superior del R2, lo que nos dice que la corriente fluirá de arriba a abajo.

Eso deja la rama V1 / R1. La pregunta aquí es, ¿bajo qué condiciones fluirá la corriente en la rama (desde el nodo superior hacia V1) y fuera de la rama (desde V1 hacia el nodo superior)? Bueno, depende del voltaje en el nodo superior, al que llamaré Vtop. Cuando Vtop < V1, V1 fuentes de corriente. Cuando Vtop > V1, V1 hunde corriente. Cuando V1 = Vtop, no fluye corriente a través de V1.

Imaginemos que V1 = Vtop, así que no hay una corriente V1. Toda la corriente I1 pasa por R2. ¿Qué sería Vtop, entonces? \ $ 3A * 5 \ Omega = 15V \ $. ¿Tenemos algo cerca de 15V en la rama de V1? No Por lo tanto, V1 debe estar hundiendo parte de la corriente de I1, probablemente un poco justa ya que es una fuente de voltaje pequeña.

En este circuito, las resistencias eran aproximadamente del mismo tamaño. Ese no es siempre el caso. Si una resistencia es mucho más grande que las otras, cualquier cosa en serie tendrá un pequeño efecto en el resto del circuito. Del mismo modo, una pequeña resistencia tenderá a acortar lo que esté en paralelo con ella. (Verá este principio en funcionamiento en los filtros pasivos una vez que llegue al análisis del circuito de CA).

Por último, hay dos casos especiales que son muy raros pero pueden ayudar con su intuición. La primera es una fuente de voltaje ideal en paralelo con una fuente de corriente ideal. En este caso, la fuente actual no tiene ningún efecto. Del mismo modo, cuando una fuente de voltaje ideal está en serie con una fuente de corriente ideal, la fuente de voltaje no tiene ningún efecto. Debes asegurarte de entender por qué. Siéntase libre de publicar un comentario si desea confirmar algo.

Hay varias formas de entender intuitivamente el funcionamiento del circuito. Enumeraré dos de los conceptos más fundamentales que se pueden usar para analizar este circuito: 1. Principio de superposición 2. Equivalentes de Thevenin / Norton

En ambos casos, los análisis se simplifican porque nos permiten tener un circuito con resistencias y solo fuentes de voltaje o corriente, pero no ambas.

1. Principio de superposición: Básicamente, eso significa que puede considerar las fuentes de voltaje / corriente una a la vez en el circuito y los parámetros del circuito resultante serían solo una suma directa de los resultados individuales. Esto es un poco más largo porque el circuito tiene que ser analizado dos veces.

2. Equivalente de Thevenin / Norton: Esto nos permite convertir una fuente de voltaje a una fuente de corriente equivalente o viceversa. Por ejemplo, es muy fácil analizar el circuito si solo existieran dos fuentes de corriente en paralelo, ya que se pueden sumar directamente para obtener una fuente de corriente equivalente única. El circuito tendría entonces una fuente de corriente de 2V / 4 ohmios = 0.5 A y una resistencia paralela de 4 ohmios. Por lo tanto, solo tiene una corriente neta de 3.5 A que fluye a través de una resistencia de (4 || 5) ohmios.

Todos estos métodos pueden ser aplicados. El factor determinante sigue siendo qué cantidad del circuito se debe conocer en un instante dado. Alguna práctica lo llevaría a elegir intuitivamente el método de análisis del circuito menos intensivo en computación y más intuitivo.

Transmitiré la parte de gurú, pero al menos en este caso la intuición es bastante clara.

Comience con la fuente actual y simule que 2v / 4ohms no existe. Luego obtendrá 15 voltios en los 5 ohmios, con una caída de 3 voltios / ohmios. Entonces, si ahora conecta la fuente de voltaje y su resistencia, el voltaje se reducirá aproximadamente a la mitad (ya que ahora hay una resistencia de casi 5 ohmios en paralelo con el original. Entonces calcule aproximadamente 7.5 voltios en la resistencia de 5 ohmios, con una caída de 1.5 voltios por ohm. En la otra rama, si la fuente de 2 voltios fuera reemplazada por una resistencia de 1 ohmio, esa resistencia tendría 1.5 voltios, en lugar de 2.

Entonces, un poco menos de corriente fluirá a través de los 4 ohmios cuando restaure la fuente de 2 voltios, y el voltaje a través de los 5 ohmios aumentará ligeramente. Por ejemplo, aproximadamente 0.1 voltios, dando aproximadamente 7.6 o 7.7 voltios.

¿Eso tiene sentido?