Problema 10-3    Fuente:   Problema 2.13 - página 64 -   IRWIN, J. David - Libro: Análise de Circuitos em Engenharia - 4ª edição - Ed. Pearson Education do Brasil - 2013.

En el circuito mostrado en la Figura 10-03.1, calcular:

a) La voltaje V_o.

b) ¿Cuál es la potencia suministrada y / o recibida por la fuente de voltaje?

Solución del Problema 10-3

Item a

La Figura 10-03.2 muestra que el circuito resaltado en azul tiene dos resistencias en serie ( 3 e 9 ohmios ) que, a su vez, son paralelas a la resistencia de 4 ohmios.

Por lo tanto, al realizar el cálculo, la serie da como resultado 12 ohmios y esto, en paralelo con 4 ohmios, da como resultado una resistencia equivalente de 3 ohmios. En la Figura 10-03.3 vemos cómo se veía el circuito simplificado.

Después de simplificar el circuito, se observa que todas las resistencias están en serie. Por lo tanto, para calcular R_total solo agrega sus valores. Entonces:

Ahora aplicando la ley de Ohm el valor de i_total es:

Con el valor de i_total, podemos calcular V_o por aplicar de nuevo la ley de Ohm:

Item b

Como hay una sola fuente de voltaje en todo el circuito, es obvio que esta fuente será fuente de alimentación al circuito. Por lo tanto, su potencia debe ser negativa, lo que indica que proporciona energía o:

Tenga en cuenta que esta potencia es exactamente la potencia consumida por todo el circuito. Multiplicando R_total el cuadrado de i_total da la potencia disipada por las resistencias que componen el circuito, o:

Por supuesto, la suma algebraica de todos las potencias involucrados en el bucle debe ser CERO, o: