Cálculo de la corriente de un circuito de CA

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Mi objetivo es calcular el i(t) actual en la esquina derecha. Usando la fórmula

Z t o t a yo = ( tu I ) , I = ( tu Z t o t a yo )

Los valores dados son

R 1 = 1 k Ω ,   R 2 = 0.5 k Ω ,   R 3 = 0.4 k Ω ,   C 1 = 1 m F , C 2 = 1 m F ,   L 1 = 2 H ,   mi ( t ) = 10 s i norte ( 1000 t ) ,   ω = 1000
La impedancia interna de la fuente es
Z i = 10 mi j π / 4 k Ω

Comienzo con la conexión paralela entre

Z R 2 / / Z C 1 = ( Z R 2 Z C 1 Z R 2 + Z C 1 ) =   ( 500 ( 1 0.001 j ) 500 + ( 1 0.001 j ) ) = 400 + 200 j

Ztotal:

Z t o t a yo = Z R 1 + Z R 2 / / Z C 1 + Z C 2 + Z R 3 + Z L 1 + Z i
No estoy seguro si se supone que la impedancia interna de la fuente Z(i) se suma a la impedancia total como si estuviera conectada en serie con el resto de las impedancias. Si es así me sale lo siguiente.

Z t o t a yo = 1000 + ( 400 + 200 j ) 1000 j + 400 + 2000 j + 10 × 1000 ( porque ( π / 4 ) + j pecado ( π / 4 )
= ( 1000 + 5000 2 ) + j ( 1200 + 5000 2 )

Ahora uso la fórmula anterior, ya que la corriente va de + a - obtengo un voltaje negativo.

I = ( tu Z t o t a yo ) = ( 10 ( 1000 + 5000 2 ) + j ( 1200 + 5000 2 ) )
= 0.000865 mi j 0.007976
= 0.000865 pecado ( 1000 t 0.007976 )
¿Tiene esto algún sentido?

Respuestas (1)

Lo que hayas hecho es correcto excepto en el último paso.

La corriente fluye de la terminal +ve a la terminal -ve y la corriente i ( t ) marcado en el esquema está en la misma dirección. Entonces el voltaje que debes considerar es +U. Eso cambiará el ángulo de fase por π . es decir.,

I = ( tu Z t o t a yo ) = ( 10 ( 1000 + 5000 2 ) + j ( 1200 + 5000 2 ) )
= 0.000865 mi j ( 0.007976 + π )
= 0.000865 pecado ( 1000 t 0.007976 π )

La corriente alterna a través del circuito va a ser una sinusoide con la misma frecuencia que la fuente de voltaje, desfasada (retraso) por 0.007976 + π y el valor pico de 0.865 metro A .

Dado que hay elementos reactivos en el circuito, la corriente tendrá una diferencia de fase con el voltaje. Así que esto tiene mucho sentido.