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P 8.3-14 The circuit shown
in Figure P 8.3-14 is at steady state when the switch closes at time t = 0. Determine i(t) for t ≥ 0. |
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Figure
P 8.3-14 |
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Again the standard form of the
current in the inductor is |
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So just before the switch is
thrown the circuit is in steady state, so the inductor looks like a short
circuit and the whole circuit looks like |
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So we have two resistors in parallel the 5 Ω and 20 Ω as the 18 Ω resistor is shorted out. i(t) is pointing in the opposite direction as the current
will be flowing. This current is the
current that flows through the 20 Ω. So using current division |
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So |
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After the switch is thrown and
again waiting for a long time so that we are in steady state again the
circuit with some annotations would now look like |
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Now we find the which is the labeled i(t) or i4 by
doing a mesh analysis with the identified currents. |
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Put these into standard matric
form |
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Plugging this into MATLAB
yields |
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ans = 'i1 = -2 A' 'i2 = 1.3333 A' 'i3 = 0.66667 A' 'i4 = 0.66667 A' |
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So the long term current
through the inductor is |
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Deactivating power sources so
that we can find the Thevenin Resistance we have a
circuit |
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So we have the 5 Ω
and 20 Ω resistors in
parallel. Combining them we get |
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So the circuit now is |
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The 4 Ω
and 5 Ω are in series so we
can replace them with a 9 Ω Resistor and the circuit
looks like |
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So the Thevenin
resistance is |
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So |
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Plugging in to the standard
form |
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MATLAB Code and work Follows: |
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%Program
to solve PH 320 Homework Problem P8.3-14 %version
2019-07-08 DW Donovan clear all; RR = [1 0 0 0; 0 (20 + 5) -(20) 0; -(5) -(20) (20 + 5 + 18) -(18); 0 0 -18 18]; VV = [-2 20 0
0]'; II = RR\VV; i1 = II(1); i2 = II(2); i3 = II(3); i4 = II(4); ans ={['i1 = ' num2str(i1) ' A']; ['i2 = ' num2str(i2) ' A']; ['i3 = ' num2str(i3) ' A']; ['i4 = ' num2str(i4) ' A']}; ans %{ ans = 'i1 = -2 A' 'i2 = 1.3333 A' 'i3 = 0.66667 A' 'i4 = 0.66667 A' %} |
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