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P 3.2-3 Consider the
circuit shown in Figure P 3.2-3. |
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(a) Suppose that R1 = 8 Ω and R2 = 4 Ω. Find the
current i
and the voltage v. |
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(b) Suppose, instead, that
i = 2.25
A and v = 42 V. Determine the
resistances R1 and R2. |
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(c) Suppose, instead, that
the voltage source supplies 24 W of power and that the current source
supplies 9 W of power. Determine the current i, the voltage v, and the resistances R1 and R2. |
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Figure
P 3.2-3 |
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(a) Suppose that R1 = 8 Ω and R2 = 4 Ω. Find the current
i and the
voltage v. |
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So the circuit looks like |
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The voltage across the 8 Ω resistor must be 12 volts since it is parallel with
the 12 V source. Therefore
the current through the resistor can be found from Ohm’s law. |
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Now we can do a junction rule
at the top of the 6 Ω
resistor and |
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Solve for i
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To get v we do a voltage walk
around right loop, start at lower left and go clockwise. |
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Note: v3 is added because the current coming from the current
source going left, so we are going through the resistor from low voltage to
high voltage going clockwise. Now
solving for v |
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(b) Suppose, instead, that
i = 2.25
A and v = 42 V. Determine the
resistances R1 and R2. |
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The conditions given tell us
that current through R1 found from the junction rule is |
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We know since R1 is still in parallel with the 12 V
source. Since we know and we can use Ohm’s Law to get R1 |
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We find by doing a voltage walk again. |
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Now we can solve for R2 |
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Note: a negative resistance is possible with an
active element, but not a passive element. |
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(c) Suppose, instead, that
the voltage source supplies 24 W of power and that the current source
supplies 9 W of power. Determine the current i, the voltage v, and the resistances R1 and R2. |
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If the voltage source supplies
24 W of power then the current i must be -2A in
other words it goes the other way. If
the current supply is providing 9 W then v must be +3V. |
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R1 still has 12V across it as
it is still in parallel. But the current through R1 is now 5A. |
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So we can find R1 |
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We find by doing a voltage walk again. |
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Now we can solve for R2 |
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Again must be an active
element. |
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