Sample Problem: KVL 2

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Do curso por Georgia Institute of Technology

Linear Circuits 1: DC Analysis

169 classificações

Georgia Institute of Technology

Linear Circuits 1: DC Analysis

169 classificações

This course explains how to analyze circuits that have direct current (DC) current or voltage sources. A DC source is one that is constant. Circuits with resistors, capacitors, and inductors are covered, both analytically and experimentally. Some practical applications in sensors are demonstrated.

Na lição

Module 2

The module describes some basic principles used in circuit analysis.

Sample Problem: DC Op Amp 19:29

Sample Problem: DC Op Amp 25:33

Sample Problem: DC Op Amp 34:23

Sample Problem: DC Op Amp 46:22

Sample Problem: DC Op Amp 55:33

Sample Problem: Current Division 13:57

Sample Problem: Current Division 25:20

Sample Problem: Parallel and Series Resistors 12:24

Sample Problem: Parallel and Series Resistors 28:07

Sample Problem: KVL6:05

Sample Problem: KVL 25:48

Sample Problem: KVL 32:28

Sample Problem: KCL 12:12

Sample Problem: KCL 24:43

Sample Problem: KCL 32:51

Sample Problem: KCL 41:26

Sample Problem: KCL 52:10

Sample Problem: Op Amps 19:17

Sample Problem: Op Amps 25:29

Sample Problem: Op Amps 34:59

Sample Problem: Nodes, Branches, Paths, and Loops3:19

Sample Problem: Summing Op Amp6:05

Sample Problem: Differential Amp6:47

Sample Problem: Inverting Op Amp5:09

Sample Problem: Non-inverting Op Amp7:54

Sample Problem: Max Power (Depend Sources)4:06

Sample Problem: Dependent Sources 15:10

Sample Problem: Dependent Sources 24:48

Sample Problem: Series/Parallel (Independ Sources) 12:59

Sample Problem: Series/Parallel (Independ Sources) 27:22

Sample Problem: Series/Parallel (Independ Sources) 33:00

Sample Problem: Series/Parallel (Independ Sources) 44:35

Sample Problem: Op Amps 49:10

Sample Problem: Op Amps 59:29

Sample Problem: Op Amps 65:33

Sample Problem: Op Amps 74:23

Sample Problem: Op Amps 86:22

Sample Problem: Op Amps 95:33

Sample Problem: Op Amps 109:17

Sample Problem: Op Amps 115:29

Sample Problem: Op Amps 124:59

Conheça os instrutores

Dr. Bonnie H. Ferri
Professor
Electrical and Computer Engineering
Dr. Joyelle Harris
Director of the Engineering for Social Innovation Center
School of Electrical and Computer Engineering
Dr Mary Ann Weitnauer

O tema deste problema é a lei de Kirchhoff das tensões

Neste problema, temos um circuito de dois laços,

vamos escrever as equações de malha ou equações de laço, associadas a este circuito.

Às vezes estas equações são conhecidas como equações de malha

ou, equivalentemente, equações de laço.

A fim resolver este problema, como fazemos em todos os problemas de correntes de Kirchhoff,

precisamos atribuir os sentidos de corrente primeiro, assim usamos a convenção do sinal

passivo para definir as polaridades das quedas de tensão sobre nossos resistores.

Então começamos com o nosso laço da esquerda,

vamos atribuir o sentido da corrente, nessa direção para esse laço.

Então, essa é a corrente I, e será chama de I1.

Ok, então se fizermos isso,

estamos falando desse laço, no lado esquerdo do circuito,

então, a queda de tensão, usando a convenção do sinal passivo,

será, nessa direção, VR1

Equivalentemente, temos outra queda de tensão, VR4,

que está sobre o resistor R4

E isso, de novo, foi devido à convenção do sinal passivo e pela

definição da direção da corrente com sentido horário em torno do laço mais à esquerda.

No outro lado do circuito, temos alguns resistores adicionais que precisamos

definir a queda de tensão.

Então vamos, de novo, definir uma direção para a corrente,

que será no sentido horário, em volta do laço mais à direita.

E se fizermos isso, podemos então atribuir uma tensão pelo menos para o R2 e R3.

Não vamos voltar e re-atribuir nossa polaridade de tensão em R4

Porque já fizemos isso, e vamos ficar com o que já temos.

Então, uma vez que atribui a polaridade da tensão, a deixe assim

pelo resto do problema, para que consiga a resposta correta.

Então atribuímos nossas polaridades de tensão para VR2, quer dizer

para resistor 2 e resistor 3

Então vamos começar com o laço da esquerda, e

vamos usar a lei de Kirchhoff das tensões para escrever a equação para aquele laço.

Se começarmos, novamente, no canto inferior esquerdo do nosso circuito, e trabalharmos

nosso caminho pelo circuito, a primeira coisa que encontraremos é a fonte independente.

Então, essa é nossa primeira equação para o laço esquerdo.

Acabamos encontrando a polaridade negativa de

24V da fonte independente, então -24V é

o primeiro componente da nossa equação do laço.

Então, enquanto continuamos nosso caminho ao redor do laço esquerdo,

nos deparamos com o resistor R1, então temos um +VR1.

Estamos atingindo a polaridade positiva da queda de tensão que passa por R1.

Continuamos ao redor do laço esquerdo, e descendo, encontramos o resistor R4.

Ele tem uma queda de tensão de VR4,

com uma polaridade positiva, pois foi a que atingimos primeiro.

Continuamos para baixo naquela parte central do circuito,

e encontramos um -16V, e então voltando de onde começamos.

E essa é nossa equação de laço, entendendo que o laço

é definido como um caminho que

começa e termina no mesmo nó, passando por cada nó uma única vez.

Agora vamos passar para o laço da direita,

o laço superior da direita do circuito. E agora vamos escrever uma equação para ele.

Já definimos a polaridade das tensões, usando a convenção do sinal passivo

então, podemos começar pelo canto inferior esquerdo do laço,

que fica no centro do circuito.

Se fizermos isso, e dermos a volta no laço, encontraremos um +16V,

porque essa é a primeira coisa que encontramos nesse caminho, nesse laço.

Vamos para cima, e encontramos a tensão de R4, conseguimos um -VR4.

Já distribuímos nossa polaridade para a queda de tensão no resistor R4.

Continuando para cima encontramos o resistor 2, encontramos a tensão VR2

Continuamos para o resistor R3, encontramos a tensão VR3.

E continuamos sobre a fonte independente de 8V, atingindo

primeiro a polaridade positiva nessa fonte, conseguindo assim +8V.

E se continuarmos ao redor do circuito, voltamos ao começo,

isso completa o nosso laço.

Temos mais um laço nesse problema, que podemos resolver,

e esse laço é o laço do circuito todo.

Ele vai pelo lado de fora do circuito todo.

Então, novamente, se começarmos pelo canto inferior esquerdo, e trabalharmos

ao redor do circuito,

primeiro encontramos um -24V, então um +VR1

no topo do circuito, mais um +VR2

+VR3 +8V é igual a 0.

Agora temos essa relação.

Isso conclui nosso conjunto das equações de laço para esse circuito.

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