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P 2.2-1 An element has voltage v and current i as shown in Figure P 2.2-1a. Values of the current i and corresponding voltage v have been tabulated as shown in Figure P 2.2-1b. Determine if the element is linear. |
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Figure
P 2.2-1 |
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An electrical element is
linear if it satisfies both superposition and homogeneity. |
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Superposition requires
that a model that produces a v from an i, then consider two such points that follow: |
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Homogeneity requires that a
model that produces a v from an i, then consider
the following: |
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Choose two points, let’s use (v,i) (12, 2) and (32,4) I choose this to make the homogeneity condition
easier since 2(2) is 4, so we can make k = 2.
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Superposition |
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However, we have the point(60,
6) so is not |
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So Superposition fails. |
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Homogeneity |
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But 4 should have gone to 24 since k would
be 2. So
Homogeneity fails also. |
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Finally, using MATLAB we can
plot these points and see clearly the function is not linear. |
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Clearly this plot is not linear! |
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%Program
to Plot Element Properties in Problem 2.2-1 to determine %if the
element is a linear element. %Version
2018-12-27 D.W. Donovan clear all; v = [-3 -4 0
12 32 60]'; i = [-3 -2 0 2
4 6]'; x = i; y = v; figure hold on plot(i, v, 'k *','MarkerSize',12) tt1 = 'PH 320
Homework Problem 2.2-1'; tt2 = 'Voltage vs
Current for a Circuit Element'; |
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ttn = 'D.W.
Donovan -- '; tnl = '\newline'; ttf = [tt1 tnl tt2 tnl ttn
date]; xl = 'Current, i, (A)'; yl = 'Voltage, v,
(V)'; sp = 1; axxmin = min(x)-sp; axxmax = max(x) + sp; axymin = min(y) - sp; axymax = max(y) + sp; title (ttf,'FontSize', 16) xlabel(xl, 'FontSize', 16) ylabel(yl, 'FontSize', 16) axis([axxmin axxmax axymin axymax]) |
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