Cálculo de la resistencia necesaria en el circuito de la fuente de corriente

1

Tengo un problema en el que debo calcular la resistencia requerida en R3 para que 1A fluya a través de las dos fuentes de 9.7V en la imagen de abajo (es decir, cargando las baterías a una velocidad de 1A). He simplificado el circuito inicial a lo que se muestra aquí:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Utilizando el análisis de malla de izquierda a derecha, tengo los valores:
I1 = 6.8A
I2 = 5.99637A
I3 = 5.54432A

Entonces, la rama de V1, V2 y R3 tiene una corriente de 0.45205A (confirmada por un simulador de circuito). Ahora necesito hacer el actual 1.

Usando simuladores de circuito, he determinado que necesito que la resistencia de R3 sea de aprox. 13.16 & ohm; para lograr 1A a través de esa rama, pero no puedo razonar las matemáticas para mí mismo (y obviamente necesito entender, no solo dar una respuesta correcta).

Lo he estado pensando desde la perspectiva de la ley de Ohms, pero parece que no puedo lograrlo. Sé que lo haré = 1 para la rama, pero no puedo averiguar cómo obtener V para calcular R. Usar KVL alrededor del circuito tampoco me ha ayudado mucho.
He razonado para que I sea igual a 1, luego I2-I3 = 1, sin embargo, esto también afectará la relación de I1 a I2. Así que estoy un poco tropezando con el razonamiento del problema.
Cualquier ayuda en la dirección correcta sería apreciada.

    
pregunta James

4 respuestas

0

Puede hacerlo de esta manera (me resulta más fácil dividirse en varios pasos):

Convierta el subcircuito con I1 R1 R2 en su equivalente de Thevenin. Haga lo mismo con --- no importa, para V3 R4 ya está hecho ...

Bien, ahora deberías tener una rama con una fuente de voltaje de 306 V y una resistencia de 45.5 ohmios y la otra, bueno, ya sabes. Estoy dejando la rama con las baterías y R3 solo. Ahora convierta las dos ramas del generador en una sola fuente de voltaje con resistencia. Si dibuja el circuito, verá cómo calcular el voltaje del circuito abierto: calcule la corriente en la serie, y luego encuentre el voltaje del circuito abierto sumando / restando adecuadamente la caída de voltaje en una de las dos resistencias al voltaje del generador correspondiente. La resistencia equivalente es el paralelo de las resistencias de 45.5 y 1.13 ohmios; de nuevo, si dibuja el circuito y sustituye los generadores por cortos, debería poder ver eso.

Al final, el circuito equivalente de Thevenin que ven las baterías y la rama R debe salir como 33.66 V y 1.10 ohm.

En este punto, le quedan dos generadores de voltaje opuestos (33.66 y 19.4 V) con sus resistencias (1.10 ohm y R), uno de los cuales debe determinarse para permitir un cierto I. Para I = 1 A obtengo R = 13.16 ohm.

    
respondido por el Sredni Vashtar
0

Desea encontrar el valor de R3 que resulta en 1 A a través de él.

Thevenin es tu amigo aquí. Continúe reduciendo las fuentes de energía a los equivalentes de Thevenin y combínelos. I1 y R1 ya son una fuente de Norton, por lo que es muy fácil voltear a Thevenin. Luego agrega R2 a esa fuente de Thevenin. Ahora encuentre el equivalente cuando esté conectado a la fuente Thevenin de V3 y R4. Ahora tiene una única fuente Thevenin que maneja la cadena R3, V1, V2.

Ese voltaje Thevenin menos V1 y V2 es lo que está entre R Thevenin y R3. Por la ley de Ohm, encuentre lo que R Thevenin + R3 necesita ser. Resta R Thevenin y el resultado es R3.

    
respondido por el Olin Lathrop
0

El voltaje donde se encuentran las tres resistencias es fácil de calcular, ya sea 9.7 más 9.7 más o menos 1a x R3, dependiendo del flujo de corriente.

Toda la corriente que ingresa a ese nodo suma cero.

    
respondido por el dannyf
0

Los equivalentes de Norton llevan al mismo resultado que su Análisis de malla

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

simular este circuito

simular este circuito

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

Lea otras preguntas en las etiquetas