Problema 35-1 Fuente:
Adaptado do problema 19-6 - página 808 - SADIKU, Matthew N. O. , ALEXANDER, Charles K. -
Libro: Fundamentos de Circuitos Elétricos - Mc Graw Hill - 5ª edição - 2013.
En el circuito que se muestra en la Figura 35-1.1, determine los parámetros "ABCD".
Solución del Problema 35-1
Los parámetros "ABCD" están dados por las siguientes ecuaciones:
V1 = A V2 - B I2
I1 = C V2 - D I2
Haciendo I2 = 0, podemos determinar
los parámetros A y C. Pongamos en la puerta de entrada
una fuente de voltaje o una fuente de corriente. Se decidió colocar una fuente de corriente
de valor I1, como se muestra en la Figura 35-1.2.
Del circuito, tal como lo adoptamos I2 = 0, no habrá caída de voltaje a través de la resistencia 10 ohmios. También es posible notar que en la resistencia de 20 ohmios pasa la corriente I1. Luego, haciendo la malla en la dirección indicada por la flecha roja, en la Figura 35-1.2, V2 es:
V2 = 4 I1 + 20 I1 = 24 I1
Por otro lado, haciendo la malla en la dirección de la flecha violeta, en la Figura 35-1.2, la corriente I1 circula a través de las resistencias de 5 y 20 ohmios.
Por lo tanto, el voltaje de entrada V1 será igual a:
V1 = 5 I1 + 20 I1 = 25 I1
Con estos datos en la mano, ya es posible calcular el A y C.
A = V1 / V2 = 25 / 24
C = I1 / V2 = 1 /24
Para calcular los valores de B y D, debemos hacer V2 = 0,
es decir, el puerto de salida debe estar en cortocircuito.
En la Figura 35-1.3, haciendo la malla a la derecha, en la dirección indicada por la flecha
verde, se determina una relación entre I1 y I2. Luego:
4 I1 + 10 I2 + 20 I1 + 20 I2 = 0
Trabajando algebraicamente esta ecuación:
I1 = - (5/4) I2
Ahora, a partir de la ecuación cuadripolar, sabemos que:
D = - (I1/ I2)
Comparando las dos últimas ecuaciones, concluimos que el valor de D es:
D = 5/4
Por otro lado, al hacer el bucle izquierdo del circuito, en la dirección de la flecha marrón, obtenemos:
- V1 + 5 I1 + 20 I1 + 20 I2 = 0
Recuerde que I1 = - (5/4) I2. Luego, reemplazando en la ecuación anterior y trabajando algebraicamente la expresión:
V1 = - (45/4) I2
De la ecuación cuadripolar se sabe que:
B = - (V1/ I2)
Por lo tanto, se concluye que:
B = 45/4
Para concluir, escribamos las ecuaciones para este cuadripolo.
V1 = (25/24) V2 - (45/4) I2
I1 = (1/24) V2 - (5/4) I2
Estas ecuaciones te dicen cuáles son los valores de V1 y
I1 en la entrada, para obtener ciertos valores de
V2 y I2 en la salida.