Primeros pasos con el problema de disipación de energía

Estoy estudiando mi primer semestre de EE. Solo llevamos unas pocas semanas y estoy atascado en un simple problema de tarea.

Los detalles son:
Se dan siete componentes. Incluyen dos fuentes de voltaje (4V y 8V), dos fuentes de corriente (5A y 10A) y tres resistencias (3Ω, 6Ω y 9Ω).
Las fuentes pueden producir un máximo de 500W. Todos los elementos tienen un índice de disipación máximo de 1kW.
Cada fuente se puede reutilizar pero no dentro del mismo circuito.
Cada circuito solo puede usar un máximo de 3 componentes

La primera pregunta es
diseñar un circuito que disipe 80w de cualquier fuente de voltaje.

Mi enfoque fue comenzar con la fuente de 4v y calcular la resistencia requerida para disipar 80w.

p = i 2 R
80w = 4v 2 *R
R=0.2Ω

Mirando las partes disponibles no puedo hacer una resistencia de 0.2Ω.
En paralelo obtengo:
3&6 = 1/((1/3)+(1/6)) = 2Ω
3&9 = 2.25Ω
6&9 = 3.6Ω

Obviamente me estoy perdiendo algo con esta pregunta.

Después de algunas respuestas útiles, me di cuenta de que las fuentes de corriente proporcionarán 'cualquier voltaje' como se indica en la pregunta mientras mantienen una corriente constante para que el circuito disipe los 80w requeridos, sin embargo, todavía no puedo lograr que los números coincidan.


Si elijo el suministro de 5A obtengo:
80w = 5i 2 *R
80w/25i = R
R req. = 3,2 Ω


Si elijo el suministro de 10A obtengo:
80w = 10i 2 *R
80w/100i = R
R req. = 0,8 Ω

Desde arriba, no puedo hacer que esto funcione usando 2 resistencias (solo se permiten 3 elementos de la lista).

Podría hacer lo mismo con la fuente de 8 V y probablemente terminará con lo mismo, no se puede encontrar una solución. Pero, ¿y si usas una fuente de corriente? El de cualquier fuente de voltaje implica un truco, con los componentes disponibles no puede construir algo que siempre disipe 80 W para cualquier voltaje dado, suponiendo que la energía provenga de esa fuente de voltaje. Pero, ¿y si la energía proviniera de otra cosa?
Ah, ahora veo el truco. Una fuente de corriente proporcionará 'cualquier voltaje' y mantendrá la corriente, lo que permitirá que la disipación de energía permanezca constante para un solo circuito. Haré un poco más de trabajo. Gracias.

Respuestas (2)

Por lo que entendí, la pregunta no impone usar solo resistencias, por lo tanto, creo que el enfoque más simple sería conectar una 10Afuente de corriente con una 8voltsfuente de voltaje. Ya que P=VI, su circuito termina disipándose 80watts.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Proporcionar la respuesta directamente no ayuda al OP a comprender cómo resolver problemas de este tipo...
No está mal, aunque no veo cómo esto cumple con la condición "de cualquier fuente".
@PhilFrost hay otra solución al problema que puede disipar 80 vatios. ¿Simplemente no pude hacerlo con las resistencias disponibles?
@PhilFrost, asumí que "" de cualquier fuente de voltaje" significa "Usted es libre de elegir una fuente de voltaje de 4v u 8v". Si no es así, requiere un circuito que ajuste automáticamente su corriente, es decir, cuando se usa 4v, su corriente debe ser 20A y cuando se usa una fuente de 8v, su corriente debe ser 10A, lo que no creo que sea factible con solo 3 componentes.

PAG = I mi = I 2 R = mi 2 / R

Dado que tiene a su disposición una selección de fuentes de corriente y voltaje, tiene un medio para mantener I o mi constante. Y tienes resistencias disponibles, para que puedas controlar R también. Entonces, para empezar, busque combinaciones de fuentes y resistencias que den como resultado la potencia deseada de acuerdo con las dos últimas de estas ecuaciones.

También le daré otra pista: si la pregunta especifica "de una fuente de voltaje ", probablemente querrá usar una fuente de corriente en su solución.

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