|
|||||||||||||||||||
P 5.6-5 Determine the
maximum power that can be absorbed by a resistor, R, connected to terminals a–b of the circuit shown in Figure P
5.6-5. Specify the required value of R. |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
Figure
P 5.6-5 |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
We know the maximum power will
be when the load resistor is the same as the Thevenin
resistance, so find the Thevenin resistor by
deactivating the current source. The
circuit now looks like |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
So we start by adding the 20 Ω and 120 Ω resistor in series so we have
a 140 Ω resistor on the
left. On the right
we have a 10 Ω
and 50 Ω resistor in series so
we have a 60 Ω
resistor. Now we add the 140 Ω and 60 Ω
resistor in parallel. |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
So our circuit becomes |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
So we have two resistors in
series and our Thevenin Resistance is |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
So R is |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
To find the maximum power we
need |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
So we need to find the current
in R, so adding R and now identifying mesh currents we have |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
Writing out Mesh
equations: We have one super mesh and
one normal mesh. The super mesh
provides the two equations |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
and |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
Plug into MATLAB and the
results are: |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
So max Power is |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
MATLAB Code and Results
follow: |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
%Program
to solve PH 320 Homework Problem P5.6-5 %version
2019-03-09 DW Donovan clear all; RR = [0 1 -1; -(10 + 50) (20 + 10) (120 + 50); (10 + 8 + 50 + 50) -(10) -(50)]; VV = [20 0
0]'; II = RR\VV; i1 = II(1); i2 = II(2); i3 = II(3); Pmax = i1.^2*50; Ans ={['i1 = ' num2str(i1) ' A']; ['i2 = ' num2str(i2) ' A']; ['i3 = ' num2str(i3) ' A']; ['Max Power P = ' num2str(Pmax) ' W']}; Ans %{ Ans = 'i1 = 0.2 A' 'i2 = 17.06 A' 'i3 = -2.94 A' 'Max Power P = 2 W' %} |
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
|