Supernodo con 2 fuentes de voltaje y 1 fuente de corriente: análisis de voltaje de nodo

Estoy luchando por definir un supernodo en este caso. Mi idea inicial fue crear un súper nodo con V1 y V2, pero no estoy seguro de cómo manejar la fuente actual. Hacer KCL en esta configuración significaría que la fuente actual se cancela a sí misma y se vuelve irrelevante. ¿Es eso correcto?

La otra opción es incluir también la fuente actual en el supernodo, pero no estoy seguro de cómo lo haría.

Tenga en cuenta que el objetivo del problema es encontrar los voltajes en cada nodo.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Respuestas (2)

Como señala Photon y ya parecía saberlo, el arreglo significa que la fuente actual no tiene impacto. Pero quería agregar un esquema redibujado para ayudar a enfatizar el hecho. Las fuentes de voltaje ideales tienen impedancia cero. Mirando el esquema redibujado, es bastante fácil ver qué camino tomará la magnitud actual de la fuente actual: a través de V 1 y V 2 . Y eso significa que no afecta los voltajes en ninguno de los nodos.

Este esquema también enfatiza que en realidad solo hay un nodo desconocido, V X . Los demás se determinan a partir de eso. Los únicos problemas adicionales son calcular las corrientes en las dos fuentes de voltaje.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Usando el análisis nodal esto resulta en:

V X R 3 + I V 2 = 3 A + 0 V R 3               V X = R 3 ( 3 A I V 2 ) V X + 9 V R 1 + I V 1 = I V 2 + 0 V R 1               V X = R 1 ( I V 2 I V 1 ) 9 V V X + 30 V R 2 + 3 A = I V 1 + 0 V R 2               V X = R 2 ( I V 1 3 A ) 30 V

Lo anterior son tres ecuaciones con tres incógnitas que resultan ser I V 1 = 4.3 A y I V 2 = 4.05 A y V X = 10.5 V .

Si tuviera que adivinar qué pasaría cuando quitas I 1 del circuito, supongo que I V 1 = 1.3 A y I V 2 = 1.05 A y V X = 10.5 V . Lo que mostraría que toda la corriente de I 1 pasa a través de V 1 y V 2 . (Y una solución mostraría que este es, de hecho, el resultado correcto).

¿Puede decirme por qué el voltaje en el nodo izquierdo es Vx+30 si V1 tiene un voltaje de 21?
@G36 Sí. De V X a la derecha, se mueve a través de una fuente de voltaje ideal a lo que debe ser el nodo V X + 9 V , y desde allí se mueve a través de otra fuente de voltaje ideal a lo que luego debe ser V X + 30 V . ¿No ves cómo funciona eso?

Hacer KCL en esta configuración significaría que la fuente actual se cancela a sí misma y se vuelve irrelevante. ¿Es eso correcto?

Sí, las fuentes de voltaje significan que habrá 30 V entre los terminales de la fuente de corriente y la presencia o ausencia de la fuente de corriente no cambiará los valores de las corrientes a través de las resistencias o los voltajes en los otros nodos.