aplicando la técnica de inspección nodal a supernodos con fuentes dependientes

1

Estabaapuntodeaplicarelanálisisnodalmedianteinspección(parahacerlomásrápido)alcircuitoanterior,perocomopodemosver,tieneunafuentedependiente.Entonces,listandolasecuacionesparaelnodosupernodoa(1y2)a:

$$v_1(\frac{1}{2}+\frac{1}{6})+v_2(\frac{1}{4})-v_3(\frac{1}{6})=0$$

$$v_2(\frac{1}{4})+v_3(\frac{1}{3}+\frac{1}{6})-v_1(\frac{1}{6})=0$$

$$v_1-v_2=10V$$

Sinembargo,produceresultadosincorrectos(intentéresolverloperoobtuveresultadosincorrectos).¿Existenrestriccionesparaelanálisisnodalmedianteinspeccióncuandotienesupernodosconfuentesdependientes?

PS:larespuestacorrectaes:\$v_1=3.043V\$,\$v_2=-6.956V\$y\$v_3=0.6522V\$

Revisión2:enlugardehacerlodelamaneratradicional(comoescribirecuacionesKCL),podemosresolverlomedianteinspección.¿Leesfamiliar? El método de inspección para el análisis nodal y Análisis nodal ? Estoy tratando de aplicar la solución mediante una inspección aquí, pero no funciona como debería (vea mi ecuación más arriba).

    
pregunta WantIt

3 respuestas

3

Tu supernodo debe incluir ambas fuentes. Tu ecuación KCL es entonces:

\ $ \ dfrac {v_1} {2} + \ dfrac {v_2} {4} + \ dfrac {v_3} {3} = 0 \ $

Luego, necesitas tres más ecuaciones (tienes cuatro incógnitas):

\ $ v_1 - v_2 = 10V \ $

\ $ v_3 - v_2 = 5 \ Omega \ cdot i \ $

\ $ i = \ dfrac {v_1} {2 \ Omega} \ $

Resuelve para obtener:

\ $ v_1 = 3.043V \ $

\ $ v_2 = -6.956V \ $

\ $ v_3 = 0.6522V \ $

\ $ i = 1.522A \ $

    
respondido por el Alfred Centauri
3

editar
Si los números que ha agregado en su PS son correctos, entonces la asignación contiene un error. "\ $ 5 \ text {} i \ $" tiene la dimensión de corriente, si hubiera sido un voltaje, debería haber dicho "\ $ 5 \ Omega \ text {} i \ $". Mi respuesta asume lo que dice el esquema, no lo que pudo haber sido pensado. He agregado la respuesta para la tarea corregida a continuación.
fin de la edición

Como dije en mi respuesta a su otra pregunta , dibuje las direcciones actuales elegidas para que no se confunda y cambie una de las direcciones a la mitad del cálculo. Usaré los valores de resistencia como índice actual, por lo que la resistencia actual de 3 es \ $ I_ {R3} \ $.

Noestoysegurodequéesestesupernodo,perosupongoquedeseaaplicarKCLaunaregiónenlugardeaunsolonodo.Tendráqueaclararquéesestaregión,porqueconlasecuacionesactualesdebehaberunerror.

Detodosmodos,realmentenonecesitamosunsupernodo,puedesconfigurarunconjuntodeecuacionessimultáneasdelasiguientemanera:

Paraelnodo\$v_1\$:

\$I_{10V}=I_{R2}+I_{R6}\$

Paraelnodo\$v_2\$:

\$I_{10V}+5I_{R2}+I_{R4}=0\$

Paraelnodo\$v_3\$:

\$5I_{R2}+I_{R6}=I_{R3}\$

y

\$v_1=2\Omega\cdotI_{R2}\$

\$v_2=4\Omega\cdotI_{R4}\$

\$v_3=3\Omega\cdotI_{R3}\$

\$v_1-v_3=6\Omega\cdotI_{R6}\$

Tenemos7ecuacionespara8variables,porloquenecesitamosotraecuaciónindependiente:

\$v_1=v_2+10V\$

Esteconjuntodeecuacioneslinealesesfácilderesolverconalgunassustituciones,yelresultadoes:

\$\begin{cases}v_1=0.989V\\v_2=-9.01V\\v_3=5.27V\\I_{R2}=0.495A\\I_{R3}=1.76A\\I_{R4}=-2.25A\\I_{R6}=-0.714A\\I_{10V}=-0.220A\end{cases}\$

Lasoluciónparalatareacorregida:

\ $ v_1 = v_2 + 10 V \ $

\ $ v_3 = v_2 + 5 \ Omega \ cdot \ dfrac {v_1} {2 \ Omega} = v_2 + 2.5 v_1 \ $

y aplicando KCL al nodo de tierra:

\ $ \ dfrac {v_1} {2 \ Omega} + \ dfrac {v_2} {4 \ Omega} + \ dfrac {v_3} {3 \ Omega} = 0 \ $

Eso nos da un conjunto de 3 ecuaciones lineales simultáneas en 3 incógnitas, que de hecho nos da

\ $ \ begin {cases} v_1 = 3.04348 V \\ v_2 = -6.95652 V \\ v_3 = 0.652174 V \ end {cases} \ $

    
respondido por el stevenvh
1

Esto debería funcionar.

En el supernodo que consta de \ $ v_1 \ $, \ $ v_2 \ $ y \ $ v_3 \ $ (el supernodo abarca los suministros de voltaje independientes y dependientes):

$$ \ frac {v_1} {2} + \ frac {v_1-v_3} {6} + \ frac {v_2} {4} - \ frac {v_1-v_3} {6} + \ frac {v_3} {3} = 0 $$

Ecuaciones condicionales:

$$ v_1-v_2 = 10V $$

$$ v_3-v_2 = 5 \ frac {v_1} {2} $$

Variables:

$$ [v_1, v_2, v_3] $$

Resultados:

$$ v1 = \ frac {70} {23} = 3.043V $$ $$ v2 = \ frac {-160} {23} = -6.957V $$ $$ v3 = \ frac {15} {23} = 0.6522V $$

    
respondido por el JRE

Lea otras preguntas en las etiquetas