¿Cómo calcular Vo en este circuito?

En este circuito:

El diodo es un diodo ideal.

El diodo está encendido desde que V(ánodo) > V(cátodo) y luego lo reemplazamos por un cortocircuito.

Ahora, ¿cómo calcular Vo cuando existen dos fuentes?

Yo = (10 + 2) / (2k + 4,7k) = 1,79 mA.

Intenté usar KVL:

-10 + 2k (1,79 mA) + Vo - (-2) = 0

=> Vo = 4,42

O:

Vo = 4700 * (1,79 mA) = 8,413

¿Qué respuesta es correcta? y por qué el otro no es correcto?

Imagínese lo que sucedería si agregara 2 voltios a todos los voltajes; se convertiría en un divisor de potencial directo con 12 voltios en la entrada y 4k7 a 0V; resuelva esto y luego reste 2 voltios.

Respuestas (6)

Ninguna de las respuestas es correcta, pero en su mayoría tuviste la idea correcta.

Calculó correctamente la corriente a través de todo el circuito: 10 ( 2 ) 2000 + 4700 = 1.791 metro A

El siguiente paso que podría tomar sería calcular la caída de voltaje en cada resistencia:

  • En la resistencia de 2K: 2000 * 0,001791 = 3,58 V
  • A través de la resistencia de 4,7 K: 4700 * 0,001791 = 8,42 V

Para encontrar el voltaje en Vo, comience en cualquier extremo y sume o reste la caída de voltaje en la resistencia.

  • Si comenzamos en el extremo de 10V: Vo = 10 - 3,58 = 6,42 V
  • Si empezamos en el extremo -2V: Vo = -2 + 8,42 = 6,42 V
El primer paso está bien, pero el segundo paso es simplemente 4.7E3*I-2

No "ignora" las otras fuentes para usar la superposición, las conecta a tierra.

Entonces, el voltaje de la fuente de 10 V es 10 V * (4.7/(4.7+2)), y el voltaje de la fuente de -2 V es -2 * (2/(4.7+2)).

También puede utilizar un método rápido y general que funcione para cualquier número de resistencias y fuentes correspondientes:

Vo = (V1/R1 + V2/R1 + ... Vn/Rn) * (R1 || R2 || ... || Rn)

donde || representa la resistencia en paralelo 1/(1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn)

Entonces, en este caso, Vo = (10/2 - 2/4.7)(4.7 || 2)

Cualquiera de los métodos debería dar el mismo resultado si no comete ningún error.

El diodo es ideal y tiene polarización directa, por lo que se convierte en un cortocircuito.

La corriente en las resistencias es 12 V 4 k 7 + 2 k 0 = 1.791mA (que ya has calculado)

El voltaje a través del 4k7 es 1.791mA * 4k7 = 8.418 voltios.

Pero la parte inferior de la resistencia 4k7 es 2 voltios más baja, por lo que el voltaje de salida es de 6,418 voltios.

Ninguna de tus respuestas es correcta.

Gracias, pero ¿por qué no puedo considerar Vo como el voltaje a través de la resistencia de 4.7k?
Porque todas las medidas de voltaje deben tener un punto de referencia y ese punto de referencia es 0V y no -2V. Vo es relativo a 0V; el hecho de que 0V no se muestre explícitamente en el esquema no significa que no exista.

La primera tarea a realizar es identificar si el diodo tiene polarización directa o inversa. Puede pensarlo de esta manera, imagine que el diodo tiene polarización inversa, en ese caso el ánodo recibe 10v y el cátodo recibe un -2, lo que significa que su suposición de que el diodo tiene polarización inversa es incorrecta y debería tener polarización directa.

Ahora que sabemos que el diodo está conduciendo, aplique una ecuación nodal simple en el punto de salida,

(Vo-10)/2k + (Vo+2)/4,7k =0;

Resuelva para Vo, que será de aproximadamente 6,42 V.

Dado que tiene más de una fuente de voltaje en el circuito, ¿por qué no usar el teorema de superposición ( http://en.wikipedia.org/wiki/Superposition_theorem). Ponga la fuente de -2V a cero y aplique la regla del divisor de voltaje para encontrar: Vo(-2V conectado a tierra) = 10V x 4.7k/(4.7k+2k) = 7.0 V. Luego, ponga la fuente de +10V a cero y aplique el regla del divisor de voltaje para encontrar Vo(+10V conectado a tierra) = -2V x 2k/(4.7k+2K) = - 0.6V. Sume estos dos resultados para obtener el Vo real: Vo = Vo(-2V conectado a tierra) + Vo (+10V conectado a tierra) = 7.0 - 0.6 = 6.4V Solo necesita usar 2 dígitos de precisión porque eso es todo lo que tiene para comenzar los datos de su circuito. Nota: El concepto de poner a tierra cada fuente de voltaje independiente es solo para fines analíticos. No lo harías en la práctica. En la práctica, mediría Vo con un voltímetro relativo a tierra (o el terminal [-] del suministro de +10 V O el terminal [+] del suministro de -2 V). Tenga en cuenta que esta solución no requiere la necesidad de calcular la corriente del circuito.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Aplique KVL solo en el circuito de bucle de cierre.

-10 + 2k (1,79 m) + V1 - 2 = 0

V1 = 8,42 voltios

O

V1 = 4k (1,79 m) = 8,41 voltios

Tenga en cuenta que Vo es el voltaje entre la resistencia de 4,7 k y el suministro de CC de 2 voltios.

Por lo tanto, Vo = V1 - 2 = 6,42 voltios