Sample Problem: Norton (Independ Sources) 2

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Do curso por Georgia Institute of Technology

Linear Circuits 1: DC Analysis

170 classificações

Georgia Institute of Technology

Linear Circuits 1: DC Analysis

170 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 4

This module introduces additional methods for analyzing circuit problems and how resistors are used in sensors.

Sample Problem: Max Power(Thevenin)6:26

Sample Problem: Thevenin (Independ Sources) 111:38

Sample Problem: Thevenin (Independ Sources) 28:29

Sample Problem: Thevenin (Independ Sources) 38:12

Sample Problem: Thevenin (Depend Sources)19:52

Sample Problem: Norton (Independ Sources) 114:07

Sample Problem: Norton (Independ Sources) 27:55

Sample Problem: Superposition (Independ Sources) 110:41

Sample Problem: Superposition (Independ Sources) 26:03

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 tópico desse problema é análise de Norton

E vamos trabalhar com circuitos contendo fontes independentes.

O problema é usar o equivalente de Norton para encontrar V0, nesse

problema, onde V0 é a tensão de saída medida sobre nossa carga,

que é um resistor de 6kΩ.

Então quando estamos usando o circuito equivalente de Norton para resolver problemas,

primeiramente, temos que entender como esse circuito se parece e

o que temos, por fim, que

chegar para poder analisar esse problema, usando o circuito equivalente de Norton.

Então, estou desenhando o circuito equivalente de Norton, uma forma geral dele.

E o que ele envolve é uma fonte de corrente I curto-circuito (Icc),

e uma resistência, R de Thévenin,

Que substitui todo nosso circuito, exceto nossa carga, nosso RL.

Então no nosso caso, a carga é 6kΩ, e vai representar o lado direito

do nosso circuito no nosso circuito equivalente de Norton.

O que temos que chegar são nos dois,

elementos no lado esquerdo do circuito.

Temos que encontrar uma fonte de corrente Icc, e

temos que encontrar Rth.

Esses dois são representações equivalentes.

É uma representação equivalente para o nosso circuito original.

Pegamos o circuito original e reduzimos tudo exceto a carga.

Tiramos a carga.

Reduzimos tudo, exceto a carga, para esse circuito.

Se fizermos isso, podemos resolver esse circuito com facilidade usando divisão de corrente

para achar qual é a corrente que passa na resistência de carga, ou

de uma vez, qual a tensão sobre resistência de carga.

Então, temos que encontrar Icc e Rth.

Para fazermos isso, redesenhamos nosso circuito para a condição de curto-circuitado.

Retiramos a carga no lado direito do circuito, e

o substituímos por um curto-circuito.

Vamos desenhar tudo fora esse ponto antes.

então temos nossas fontes, temos nossos resistores de 1 e

2kΩ no lado esquerdo do circuito.

Temos nossa fonte de 3V no topo do circuito.

Tiramos nosso resistor de 6kΩ, como nossa carga,

e estamos o substituindo por um curto-circuito, assim.

E a corrente é Icc.

Essa é a corrente que estamos procurando.

Então podemos analisar esse circuito para encontrar Icc.

Talvez o jeito mais fácil de fazer isso seja só olhar para o outro laço do circuito e

usar a Lei de Kirchhoff das Tensões, e somar as tensões em torno do laço externo.

Então, vamos fazer isso.

Se somarmos as tensões em torno do laço externo,

Teremos,

uma tensão sobre o resistor de 1kΩ, e vamos atribuir,

já que estamos usando análise de malha, vamos atribuir, malha 1, corrente de malha 1

e temos uma malha 2, aqui.

e temos uma corrente I2 associada a malha 2.

Então a queda de tensão sobre o resistor de 1kΩ,

porque vamos somar as tensões em nosso laço,

será "1k x I1".

E vai ser "2k x I1 - 3V"

"2k x I1 - 3V"

E um curto-circuito, voltando ao início, é igual a zero.

Então temos uma equação que é uma função de I1

Então achamos que I1 é igual a 1mA.

Então se I, que é igual a 1mA, está entrando nesse nó

I2 também esta entrando nesse nó como 2mA.

Não é I2, é a fonte de 2mA.

Isso resulta em 3mA fluindo da esquerda para a direita

através desse segundo laço a parte mais externa do segundo laço.

Então, o que isso nos diz é que I2, que é igual a Icc,

é igual a 3mA.

Então esse é o primeiro dos nossos elementos que

precisamos para nosso circuito equivalente de Norton.

O segundo elemento é Rth.

O jeito que determinamos Rth é, pegando nosso circuito original

e de novo retirando a carga, achamos a resistência equivalente para

a parte restante do nosso circuito.

Então redesenhamos, com isso em mente.

Temos o resistor de 1kΩ, o de 2kΩ,

Desta forma.

Quando estamos encontrando Rth, abrimos o circuito em todas as fontes de corrente

Então tenho um circuito aberto na fonte de corrente.

E curto-circuitamos todas as fontes de tensão.

Então esse é nosso circuito equivalente.

Quando procuramos por Rth.

Então essa é a nossa resistência equivalente de Thévenin para nossa rede com

as fontes de corrente como circuito aberto, as fontes de tensão curto-circuitadas.

Então isso é bem fácil de determinar.

É 1k mais, deve ser 2k em cima,

E isso nos dá um uma resistência equivalente de 3kΩ para nossa rede

Então podemos redesenhar nosso circuito equivalente de Norton acima, e

Colocar nossos valores para Icc, que é 3mA,

E podemos colocar nosso equivalente, nosso Rth para a rede.

E, isso é, 3kΩ.

E podemos colocar nossa carga de volta.

No nosso caso, nossa carga era 6kΩ.

E estamos procurando pela queda de tensão sobre esse resistor de 6kΩ.

Então, podemos usar divisão de corrente para achar a corrente passante em 6kΩ.

E podemos multiplicar ela pela resistência e obter V0.

V0, é igual a 6k vezes a corrente.

Vamos chamar de "I6k".

Sabemos que I6k é igual a quê?

É igual a "3mA x 3k"

dividido por (3k + 6k).

Então, se resolvermos para V0 nesse problema,

Temos um V0, que é igual a 6V

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