Flujo de corriente en un circuito en serie con dos fuentes de tensión

Específicamente quiero saber cómo fluye la corriente en el esquema adjunto. Hay dos fuentes de voltaje (una dependiente, la otra independiente) en la figura. Corríjame si me equivoco, pero me parece que la corriente generada por 35 V y 2vx chocarán entre sí aunque la magnitud de sus corrientes sea igual ya que todos los elementos están en una conexión en serie.

Este circuito en el que estoy trabajando es uno de los problemas de práctica de las Leyes de Kirchhoff en Fundamentos de circuitos eléctricos de Alexander y Sadiku. Los que se preguntan en este problema son vo y vx. Intenté resolver el problema, pero no coincide con la respuesta dada en el libro (aunque no se muestra la solución).

Me gustaría saber cómo fluye la corriente a través de una resistencia de 5 Ω.

@Ignacio Vazquez-Abrams: Precisamente por eso hice la pregunta. Aunque muchos aquí dicen que este es un circuito simple, me confundieron con este problema porque estaba imaginando cómo fluiría la corriente debido a las dos fuentes de voltaje.

@The Photon: No, esta no es una pregunta de tarea. Estaba revisando para una prueba el otro día seleccionando preguntas en nuestro libro de texto.

La corriente que va en sentido inverso a través de una fuente de voltaje no es una imposibilidad física; "carga" la fuente de voltaje.

Respuestas (5)

me parece que la corriente generada por 35 V y 2vx chocarán entre sí

Puede ser que esté suponiendo que una fuente de voltaje, ya sea independiente o controlada, debe generar corriente, es decir, suministrar energía al circuito.

Pero, al menos en la teoría del circuito ideal, no hay nada "malo" en que una fuente de voltaje absorba la corriente, es decir, que reciba energía del circuito.

Para un ejemplo del mundo real, considere que, cuando se está cargando una batería, la corriente está en la dirección opuesta que cuando la batería se está descargando.

Me gustaría saber cómo fluye la corriente a través de una resistencia de 5 Ω.

Si está planeando ser un EE, no escriba ni diga cosas como "a través de la corriente"; la corriente es a través , el voltaje es a través .

Ahora, este circuito es muy fácil de resolver. Hay dos incógnitas, por lo que necesitas dos ecuaciones independientes.

Para el primero, escriba una ecuación KVL en el sentido de las agujas del reloj alrededor del ciclo:

35 V = v X + 2 v X v o 3 v X = 35 V + v o

Ahora, necesitas una ecuación independiente más. ¿Puedes encontrar uno?

Como todos los componentes están conectados en serie, la corriente será la misma en todos ellos. Por lo tanto, elija una referencia de tierra, escriba sus ecuaciones KVL o KCL y resuelva para I o Vx. Si está haciendo un KVL y obtiene una corriente negativa, todo lo que significa es que la corriente fluye en la dirección opuesta. Si hice el álgebra correctamente, Vx debería ser 10 V y yo debería ser 1 A en la dirección CW

Observe que la segunda fuente es una fuente de voltaje dependiente, no una fuente independiente.

Igualmente, podría mostrar una resistencia como una fuente de voltaje dependiente con un voltaje proporcional a su corriente de entrada.

De hecho, si observa, verá que la forma en que esta fuente está conectada, su voltaje es proporcional al voltaje de la resistencia de 10 ohmios. Ese voltaje es proporcional a la corriente del resistor de 10 ohmios. Y la corriente de la resistencia de 10 ohmios es la misma que la corriente a través de la fuente dependiente. Entonces esta fuente tiene exactamente el mismo efecto que una tercera resistencia en el circuito.

Incluso sin darse cuenta de esas conexiones, simplemente puede resolver este problema escribiendo KVL de la manera habitual, como han dicho otras respuestas.

De hecho, es igual a una resistencia de 20 ohmios: U = 2.V = 2.I.10ohm => U/I = 2.10Ohm = 20ohm; Entonces, toda la corriente es 36V/(10+20+5) = 1A
@johnfound, claro, pero esto se parece mucho a una pregunta de tarea, por lo que prefiero no solo entregarle la respuesta a OP.
En realidad, esta no era una pregunta de tarea, estaba revisando para una prueba el otro día.
De cualquier manera, si le entregamos la respuesta, es fácil leerla y seguir adelante sin internalizar el razonamiento detrás de ella. Si lo explicamos sin dar la respuesta final, debe comprender el razonamiento para generar la respuesta final, y es más probable que lo recuerde cuando llegue a la prueba final.

Puedes hacer esto en tu cabeza. El de 10 ohm tiene v X a través de él. Dado que la misma corriente fluye a través de la resistencia de 5 ohmios, esto significa que los 5 ohmios tienen 1 2 v X (y esto es igual a v o . Y entonces, ( 1 + 1 2 + 2 ) v X = 35 . En otras palabras, las dos resistencias y la fuente dependiente deben sumar 35. Una vez que sepa v X usar 1 2 v X = v o Llegar v o .

Use una proporción de las resistencias para resolver, es decir, coloque la resistencia de 10 ohmios:

V X = 10 10 + 5 × ( 35 2 V X )

Debería terminar con V X = 9.33 , 2 V X = 18.67 .

Los resultados son:

  • caída a través de la resistencia de 10 ohmios = 9.33V
  • caída a través de la resistencia de 5 ohmios = 7V