Problema 55-19    Fuente:   Ejemplo 10.9 - página 396 -    IRWIN, J. David - Libro: Análisis de Circuitos en Ingeniería - Ed. Pearson Education do Brasil - 4ª edición - 2013.

Determine el voltaje V_o en el circuito que se muestra en la Figura 55-19.1, utilizando el método Thévenin.

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Solución del Problema 55-19    -    Método Thévenin

Como sabemos, por el teorema de Thévenin es necesario determinar el voltaje de Thévenin, V_th, y la impedancia de Thévenin, Z_th. Para aplicar el método, debemos eliminar del circuito el impedancia donde queremos determinar el circuito equivalente. La Figura 55-19.2 muestra cómo el circuito fica después de las modificaciones necesarias.

Mirando el circuito, determinamos fácilmente el valor de I_x = 4 ∠0°. Este dato permite que calculamos directamente el valor de V_th, haciendo la malla indicada por la flecha azul en Figura 55-19.2, o:

Ahora debemos encontrar la impedancia Thévenin equivalente, Z_th, "vista" desde los puntos a-b, como se muestra en Figura 55-19.3. Para hacerlo, debemos cortocircuitar la fuente de voltaje independiente y quitar el fuente de corriente independiente del circuito. La fuente de corriente dependiente continúa en el circuito.

Convenientemente, introducimos una fuente de corriente de 1 A entre los terminales a-b. Tenga en cuenta que la flecha en la fuente de corriente apunta hacia abajo, por lo que tenemos I_x = 1 A. Así, la fuente de corriente dependiente asume el valor 2 A. Por lo tanto, concluimos que a través del inductor debe pasar una corriente de 1 A. Entonces el voltaje V_ab será:

Ahora podemos calcular Z_th, aplicando el método 3, estudiado en el capítulo 15. Así:

Disponemos de los datos necesarios para diseñar el circuito equivalente de Thévenin. Pronto:

Para encontrar el valor de V_o apliquemos un divisor de voltaje. Después:

Realizando el cálculo, obtenemos

Note que el valor encontrado es el mismo que el obtenido por el otro método.