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Esercizio sul Teorema di Thevenin

Circuiti, campi elettromagnetici e teoria delle linee di trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica

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[1] Esercizio sul Teorema di Thevenin

Messaggioda Foto Utenteabj79 » 9 ott 2014, 20:38

Salve di nuovo a tutti,
l'esercizio è stato già postato in una precedente discussione, ma stavolta voglio risolverlo applicando il Teorema di Thevenin per trovare la corrente I4. (Le altre le ho trovate tutte ma non riesco a sciogliere la questione su quest'ultima, malgrado conosca il risultato). Come sempre, confido nella pazienza e nella competenza di voi tutti, e vi ringrazio fin da ora.
Ecco l'esercizio:


Ecco come ho considerato il circuito da semplificare:

dal quale ottengo la resistenza equivalente di Thevenin Zth:
\[Z_{th}=\frac{(R_{1}-\frac{i}{\omega C_{1}})R_{2}}{R_{1}+R_{2}-\frac{i}{\omega C_{1}}}-\frac{i}{\omega C_{2}}\]
che andrà applicata al circuito di Thevenin equivalente che segue:


Come trovo Vth?
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[2] Re: Esercizio sul Teorema di Thevenin

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 9 ott 2014, 21:52

Con Millman o equivalentemente con i potenziali nodali, puoi ricavare la V_{BE} alla quale, sommandoV_{CB}, pari alla Z_{C2} moltiplicata per la corrente I impressa dal GIC, otterrai la V_{CE}=V_{CF}=V_{Th}.
In alternativa puoi usare Maxwell, ovvero le correnti di anello, avrai anche in questo caso una sola equazione in una sola incognita.

abj79 ha scritto:... dal quale ottengo la resistenza equivalente di Thevenin Zth:

Scusa se te lo sottolineo ancora, ma quella è una impedenza non una resistenza. ;-)

BTW non usare un interruttore per indicare lo spegnimento di un GIC, usa invece semplicemente un "circuito aperto"; un interruttore può chiudersi e quindi non ha nulla a che spartire con un GIC spento.
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[3] Re: Esercizio sul Teorema di Thevenin

Messaggioda Foto Utenteabj79 » 10 ott 2014, 10:42

RenzoDF ha scritto:
abj79 ha scritto:... dal quale ottengo la resistenza equivalente di Thevenin Zth:

Scusa se te lo sottolineo ancora, ma quella è una impedenza non una resistenza. ;-)
thanks!!!! Sono così impacciato, invece è importante

RenzoDF ha scritto:BTW non usare un interruttore per indicare lo spegnimento di un GIC, usa invece semplicemente un "circuito aperto"; un interruttore può chiudersi e quindi non ha nulla a che spartire con un GIC spento.
Ok (ma ho per scusante che così è indicato sul mio libro!)

RenzoDF ha scritto:Con Millman o equivalentemente con i potenziali nodali, puoi ricavare la V_{BE} alla quale, sommandoV_{CB}, pari alla Z_{C2} moltiplicata per la corrente I impressa dal GIC, otterrai la V_{CE}=V_{CF}=V_{Th}.
In alternativa puoi usare Maxwell, ovvero le correnti di anello, avrai anche in questo caso una sola equazione in una sola incognita.


Attraverso le leggi di Kirkhhoff non si potrebbe risolvere? Ecco il sistema impostato:


\[\begin{Bmatrix}V_{th}=V_{CB}+V_{BE} \\ V_{BE}=-\frac{i}{\omega C_{2}}I \\ V_{CB}=R_{2}I_{3} \\ I LdK nodo B: I_{1}+I=I_{3} \rightarrow I_{1}=I_{3}-I \\ II LdK maglia ABEA: E_{1}=(R_{1}-\frac{i}{\omega C_{1}})I_{1}+R_{2}I_{3}\rightarrow I_{3}=\frac{E_{1}+I(R_{1}-\frac{i}{\omega C_{1}})}{R_{1}+R_{2}-\frac{i}{\omega C_{1}}} \end{matrix}\]

Ed ecco la soluzione per la I4 del circuito equivalente di Thevenin sotto:
\[-E_{2}=Z_{th}I_{4}-V_{th}\rightarrow I_{4}=...\]



I segni dovrebbero essere corretti: mi aiutate a ricontrollarli?

Intanto un grazie speciale a Foto UtenteRenzoDF, sempre bravissimo! Che invidia.... ;-)
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[4] Re: Esercizio sul Teorema di Thevenin

Messaggioda Foto Utenteabj79 » 10 ott 2014, 11:40

Vorrei, infine, il vostro supporto per fissare dei concetti fondamentali: mi dite se scrivo bene?
Circuito A:

I1=E1/Z1
I2=I1
I3=0
---------------------
Circuito B:

I1=E1/Z1
I2=I1
I3=0
---------------------
Circuito C:

I1=E1/Z1
I2=I1+I2
I3=V/Z3
---------------------
Circuito D:

I1=E1/Z1
I2=I1+I3
I3=I
---------------------
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[5] Re: Esercizio sul Teorema di Thevenin

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 10 ott 2014, 15:34

abj79 ha scritto:... invece è importante

Direi importantissimo. :-)

abj79 ha scritto:...ma ho per scusante che così è indicato sul mio libro!

Complimenti all'autore; di che libro si tratta?

abj79 ha scritto:... Attraverso le leggi di Kirkhhoff non si potrebbe risolvere?

Si, si può anche con Kirchhoff , ma non vedo perché vuoi complicarti la vita quando esistono metodi migliori (più veloci e con meno rischio d'errore).

abj79 ha scritto:...Ecco il sistema

Nella seconda e nella terza equazione hai scambiato di posto le tensioni, mentre sbagli nel ricavare I3 nella uguaglianza finale della quinta.

Io come ti dicevo avrei scritto con Millman

{{V}_{BF}}=\frac{\frac{{{E}_{1}}}{{{Z}_{1}}}+I}{\frac{1}{{{Z}_{1}}}+\frac{1}{{{R}_{2}}}}

e quindi, usando reattanze capacitive negative (come si suol fare oggigiorno)

{{V}_{Th}}={{V}_{CF}}={{V}_{CB}}+{{V}_{BF}}=j{{X}_{C2}}I+\left( {{E}_{1}}+{{Z}_{1}}I \right)\frac{{{R}_{2}}}{{{R}_{2}}+{{Z}_{1}}}

abj79 ha scritto:... Ed ecco la soluzione per la I4 del circuito equivalente di Thevenin sotto:
\[-E_{2}=Z_{th}I_{4}-V_{th}\rightarrow I_{4}=...\]

Direi sia un modo un po' strano per scrivere l'equazione alla maglia, ad ogni modo è corretta.

abj79 ha scritto:... Intanto un grazie ...

Prego, ... comunque son io a invidiare te! :D
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[6] Re: Esercizio sul Teorema di Thevenin

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 10 ott 2014, 15:57

abj79 ha scritto:... mi dite se scrivo bene?
I1=E1/Z1
I2=I1
I3=0

La prima è errata, E1 non è la tensione ai morsetti di Z1; le altre due ok.

abj79 ha scritto:...
I1=E1/Z1
I2=I1
I3=0

Medesimo erroraccio.

abj79 ha scritto:...
I1=E1/Z1
I2=I1+I2
I3=V/Z3

Qui hai duplicato l'errore grave di supporre le tensioni dei due GIT, E1 e V, uguali a quelle ai morsetti delle impedenze Z1 e Z3.

abj79 ha scritto:...
I1=E1/Z1
I2=I1+I3
I3=I
---------------------

Permane il solito errore nella prima, ok per seconda e terza, ma per il verso di un GIC si usa una freccia, non un più e un meno, che riserverai invece per la tensione ai suoi morsetti.

Non ti ho indicato la soluzione, ripensaci e prova a correggere quanto scritto. ;-)
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[7] Re: Esercizio sul Teorema di Thevenin

Messaggioda Foto Utenteabj79 » 11 ott 2014, 18:34

Per le tensioni si è trattato di un errore di battitura:
abj79 ha scritto:

\[\begin{Bmatrix}V_{th}=V_{CB}+V_{BE} \\ V_{CB}=-\frac{i}{\omega C_{2}}I \\ V_{BE}=R_{2}I_{3} \\ I LdK nodo B: I_{1}+I=I_{3} \rightarrow I_{1}=I_{3}-I \\ II LdK maglia ABEA: E_{1}=(R_{1}-\frac{i}{\omega C_{1}})I_{1}+R_{2}I_{3}\rightarrow I_{3}=\frac{E_{1}+I(R_{1}-\frac{i}{\omega C_{1}})}{R_{1}+R_{2}-\frac{i}{\omega C_{1}}} \end{matrix}\]


Tuttavia non riesco ad individuare l'errore sull'ultima equazione.
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[8] Re: Esercizio sul Teorema di Thevenin

Messaggioda Foto Utenteabj79 » 11 ott 2014, 18:46

Circuito A:

I1=E1/(Z1+Z2)
I2=I1
I3=0
---------------------
Circuito B:

I1=E1/(Z1+Z2)
I2=I1
I3=0
---------------------
Circuito C:

I1=(E1-I2*Z2)/Z1
I2=I1+I3
I3=(V-I2*Z2)/Z3
---------------------
Circuito D:

I1=(E1-I2*Z2)/Z1
I2=I1+I3
I3=I
---------------------

Errori da IDIOTA. Almeno li ho visti tutti?
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[9] Re: Esercizio sul Teorema di Thevenin

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 11 ott 2014, 20:35

abj79 ha scritto:... non riesco ad individuare l'errore sull'ultima equazione.

Scusami, Errore mio, avevo preso l'ultima I per I1. :-)

Per quanto riguarda i 4 circuiti, ok per tutti e quattro. :ok:

Solo un consiglio, non "accontentarti" di Kirchhoff in versione base, esercitati anche con gli altri metodi, che pur discendendo sempre dai suoi principi, risultano spesso più "convenienti". ;-)
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[10] Re: Esercizio sul Teorema di Thevenin

Messaggioda Foto Utenteabj79 » 11 ott 2014, 22:00

Sicuro, cercherò di andare avanti con gli altri metodi: in realtà ho alcuni (pochi) esercizi con i risultati e ho deciso di risolverli utilizzando tutti i metodi previsti dal programma, in fila, a cominciare da Kirchhoff e poi Tensioni nodali, Correnti di maglia, Norton, Millman, Sovrapposizione degli effetti. Per ora sono arrivato a Thevenin. Ho molto da fare e in poco tempo, (fateme fa un po' de lagna! :cry: Devo pure lavorà in azienda per campà) ma sono molto contento di poter contare sui vostri consigli, mi state davvero aiutando molto.
Grazie ancora Foto UtenteRenzoDF, ti prego tiemmi d'occhio! O_/
Buon weekend a tutti!!!
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