Circuito RC con fuente de corriente y voltaje

Una vez más estoy atascado en una tarea. El circuito inicialmente se ve así:

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Y la pregunta es:

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Entonces mi intento:

Lo primero que me vino a la mente fue que el interruptor había estado cerrado durante mucho tiempo. Eso me hizo pensar que inicialmente el condensador se comporta como un circuito abierto. Así que redibujé el circuito así:

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Donde Vc = Vab

Entonces pensé que podría encontrar Req y encontrar Vab a través del divisor de voltaje. Sin embargo, hay dos cosas que hacen que sea difícil continuar:

  1. La pregunta establece que cuando t = 1 μs, el interruptor se abre, pero la gráfica de Vc(t) debe ser de 0

  2. No sé cómo debo considerar la fuente actual. La mayoría de los problemas que resolví tenían una fuente de corriente o una fuente de voltaje. ¿Cómo debo mirar el circuito cuando tengo una fuente de corriente y voltaje?

¡Gracias de antemano!

Editar:

Aquí está mi nuevo circuito después de un poco de ayuda, sin embargo, en el estado final, no estoy seguro de si el interruptor debe estar abierto y el capacitor no actúa como un circuito abierto. :

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Puedes usar la superposición. Resuelva el circuito con la fuente de corriente abierta, luego resuelva el problema con la fuente de voltaje en cortocircuito, luego sume los resultados para los voltajes de nodo y las corrientes de rama. También puede reemplazar la fuente de voltaje con una fuente de corriente equivalente a Norton.
También puede simplemente resolver el circuito usando los sistemas de ecuaciones KVL o KCL.
¿Cuál es la dirección de I0?
@Bart eso no se indica en la pregunta, así que no lo sé.
@Vetenskap: no se puede deducir del esquema, pero es información importante. De lo contrario, deberá resolver dos casos, actual arriba y corriente abajo.

Respuestas (1)

Supongo que la dirección actual de la fuente actual es como se muestra a continuación: -

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No sé cómo debo considerar la fuente actual. La mayoría de los problemas que resolví tenían una fuente de corriente o una fuente de voltaje. ¿Cómo debo mirar el circuito cuando tengo una fuente de corriente y voltaje?

Mi preferencia es hacer que la fuente de voltaje V A en una fuente actual, pero primero...

Tu redibujado es correcto, pero hay una cosa más que puedes hacer. R1 (en serie con la fuente de corriente) no tiene efecto en el circuito porque está puramente en serie con una fuente de corriente. Lo mismo ocurre con las resistencias en paralelo con una fuente de voltaje: no afectan la fuente de voltaje y se pueden convertir en circuitos abiertos. En el caso de R1 se convierte en un cortocircuito.

Luego gira V A en una fuente de corriente de 6 mA en paralelo con R3. ¿Ves lo que hice aquí? El combo en serie efectivo de 6 voltios y 1000 ohmios se convierte en una fuente de corriente de 6 mA en paralelo con 1000 ohmios.

Así que ahora tienes R2 || R3 siendo alimentado por una fuente de corriente de 2 mA (desde la izquierda) y una fuente de corriente de 6 mA desde la derecha. La corriente total es de 8 mA en R2 || R3 (500 ohmios) o, dicho de otro modo, 4 mA fluyen hacia R2.

Eso establece el voltaje inicial del capacitor cargado.

¿Puedes tomarlo desde aquí?

He vuelto a dibujar el circuito ahora, de modo que tengo la fuente de corriente de 4 mA en paralelo con R2 (1kΩ) y en el lado izquierdo de R2 si mi condensador todavía está como un circuito abierto o en este estado final debería considerar el interruptor abierto de nuevo?
La ayuda que solicitó estaba en orden para que pudiera determinar el estado estacionario Vc antes de la apertura del interruptor. Se muestra que Vc (en mi respuesta) es de 4 voltios (4 mA fluyen hacia R2). Ahora debe comenzar de nuevo con el conocimiento de que Vc está cargado a 4 voltios y el interruptor está abierto, por lo que no tiene R3 y V A ya no.
y en el lado izquierdo de R2 : lo único a la izquierda de R2 por lo que puedo ver es la fuente actual y R1 (no es necesario). No puedo ver su circuito redibujado, pero puedo decirle que no hay una fuente de corriente de 4 mA involucrada, que los 4 mA originales eran solo para calcular el voltaje de estado estable de C.
Lo siento, quise decir el lado derecho. Puse un esquema en la publicación original.
Bien, ahora lo veo. Eso le dice el valor de estado estable del voltaje a través de Vc, es decir, 4 voltios. Pero eso no es lo que usa para avanzar en el problema después de que se abre el interruptor. Eso solo le indica el voltaje de estado estable, es decir, 4 voltios antes de que se abra el interruptor.
Exactamente, obtengo Vc = Vab = 0.004 x 1000 = 4 V. Ahora necesito abrir el interruptor. Al hacerlo, como dijiste, R3 y VA desaparecerán. Lo que queda es la fuente de corriente, R1, R2 y el condensador. Entonces, para calcular la constante de tiempo, necesito hacer τ = RC. Una vez más, la fuente actual está jugando con mi cerebro.
Bueno, R1 es un cortocircuito y la fuente de corriente y R2 se pueden convertir en una fuente de voltaje de 2 voltios en serie con R2. Solo el proceso inverso. ¿Eso sigue molestando a tu cerebro?
¿Te importa si tomo tu tiempo en la conversación de chat?
Solo si es rápido: ¡tengo muchas cosas que hacer!
Circuito RC con fuente de corriente y voltaje
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