Идеальные последовательные источники напряжения и тока

Для приведенной ниже цепи определите
а) ток I,
б) напряжение В р в
) напряжение В о через текущий источник

Принципиальная схема, найденная в заметках лектора

Примечание: VR должен быть V с индексом R, и случай с Vo такой же.

Диаграмма выше взята из набора конспектов лекций, и сопутствующие вопросы никогда не обсуждались в классе. Я сижу с проблемой некоторое время и ничего не получаю.

КВЛ дает

В о − В р − 24 В "=" о
но отсюда я потерялся.

Я не понимаю, как идеальные источники взаимодействуют с резистором и друг с другом. Идеальный источник тока будет производить любое напряжение на себе, чтобы поддерживать выход 2 мА, но я не уверен, как это влияет на падение напряжения на резисторе или на ток, необходимый идеальному источнику напряжения для поддержания 24 В.

Чтобы упростить анализ — если «легкость» приемлема, учитывая простоту схемы, — почему бы не применить суперпозицию? Рассчитайте VR1, когда источник тока установлен на 0 А (разомкнутая цепь, ток не циркулирует), и рассчитайте VR2, когда источник 24 В установлен на 0 В (заменен на короткое замыкание). Сложите два результата, и вы получите VR, а затем Vo. Вы увидите, что сопротивление, а не падение напряжения, добавляется к источнику 24 В. Или, если вы не хотите суперпозиции, падение сопротивления с нарисованной полярностью составляет R x 2 мА, поскольку источник тока накладывает ток в цепи.

Ответы (2)

Источник тока говорит нам, что через каждый элемент этой петли будет протекать ток 2 мА, включая резистор. Закон Ома говорит нам, что

В р "=" я р ⋅ р р "=" 2   м А ⋅ р р

Как вы сказали, KVL дает нам это

∑ В я "=" 0 В
⇔ − В О + В р + В С "=" 0 В
⇔ − В О + В р + 24 В "=" 0 В
Теперь мы можем просто вставить первое во второе и найти В О , и это дает нам:
⇔ − В О + 2   м А ⋅ р р + 24 В "=" 0 В
⇔ В О "=" 24 В + 2   м А ⋅ р р

Идеальный источник тока неэластичен в том смысле, что он всегда обеспечивает заявленный ток. В этой схеме источник тока определяет ток, протекающий по контуру. Напряжение на резисторе можно рассчитать по закону Ома:

В р "=" р × ( 2 м А )

Рассмотрим следующую схему, которая показывает противоположный случай.

параллельная схема

В этом случае источник напряжения определяет напряжение на резисторе, а источник тока не влияет.

В итоге:

  • Источники напряжения устанавливают напряжение между двумя узлами. Если бы два источника напряжения с разными напряжениями были подключены параллельно, то применение КВЛ к петле дало бы (Va)+(-Vb)=0ошибку.

  • Источники тока задают ток, протекающий через них между двумя узлами. Если бы два источника тока с разными значениями были помещены последовательно без каких-либо других подключений к среднему узлу, применение KCL к этому узлу дало бы результат, (Ia)+(-Ib)=0что также является ошибкой.

Идеальные последовательные источники напряжения и тока
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v