Erste Schritte mit dem Verlustleistungsproblem

Ich studiere mein erstes Semester der EE. Wir sind erst ein paar Wochen durch und ich stecke bei einer einfachen Hausaufgabe fest.

Die Details sind:
Sieben Komponenten sind gegeben. Sie umfassen zwei Spannungsquellen (4 V und 8 V), zwei Stromquellen (5 A und 10 A) und drei Widerstände (3 Ω, 6 Ω und 9 Ω).
Die Quellen können maximal 500 W erzeugen. Alle Elemente haben eine maximale Verlustleistung von 1kW.
Jede Quelle kann wiederverwendet werden, jedoch nicht innerhalb desselben Schaltkreises.
Jeder Stromkreis kann nur maximal 3 Komponenten verwenden

Die erste Frage lautet:
Entwerfen Sie eine Schaltung, die 80 W von jeder Spannungsquelle ableitet.

Mein Ansatz bestand darin, mit der 4-V-Quelle zu beginnen und den Widerstand zu berechnen, der erforderlich ist, um 80 W abzuleiten.

p = i 2 R
80 W = 4 V 2 * R
R = 0,2 Ω

Wenn ich mir die verfügbaren Teile ansehe, kann ich keinen Widerstand von 0,2 Ω herstellen.
Parallel bekomme ich:
3&6 = 1/((1/3)+(1/6)) = 2Ω
3&9 = 2,25Ω
6&9 = 3,6Ω

Mir fehlt offensichtlich etwas bei dieser Frage.

Nach einigen hilfreichen Antworten habe ich festgestellt, dass die Stromquellen "jede Spannung" liefern, wie in der Frage angegeben, während sie einen konstanten Strom für die Schaltung aufrechterhalten, um die erforderlichen 80 W abzuleiten, aber ich kann die Zahlen immer noch nicht vereinbaren.


Wenn ich mich für die 5A-Versorgung entscheide, erhalte ich:
80w = 5i 2 *R
80w/25i = R
R req. = 3,2 Ω


Wenn ich die 10-A-Versorgung wähle, erhalte ich:
80 W = 10 i 2 * R
80 W / 100 i = R
R req. = 0,8 Ω

Von oben kann ich diese Arbeit nicht mit 2 Widerständen machen (nur 3 Elemente aus der Liste erlaubt).

Sie könnten dasselbe mit der 8-V-Quelle tun und Sie werden wahrscheinlich dasselbe erhalten, eine Lösung kann nicht gefunden werden. Aber was ist, wenn Sie eine Stromquelle verwenden? Das von einer beliebigen Spannungsquelle impliziert einen Trick, mit den verfügbaren Komponenten können Sie nichts bauen, das bei einer bestimmten Spannung immer 80 W verbraucht, vorausgesetzt, die Leistung stammt von dieser Spannungsquelle. Aber was, wenn die Kraft von etwas anderem kam?
Ah, jetzt verstehe ich den Trick. Eine Stromquelle liefert "jede Spannung" und hält den Strom aufrecht, wodurch die Verlustleistung für einen einzelnen Stromkreis konstant bleiben kann. Ich werde noch etwas arbeiten. Danke.

Antworten (2)

Soweit ich verstanden habe, besteht die Frage nicht darin, nur Widerstände zu verwenden. Daher denke ich, dass der einfachste Ansatz darin besteht, eine 10AStromquelle mit einer 8voltsSpannungsquelle zu verbinden. Da P=VIzerstreut sich Ihre Schaltung 80watts.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die direkte Antwort hilft dem OP nicht zu verstehen, wie Probleme dieser Art gelöst werden können ...
Nicht schlecht, obwohl ich nicht sehe, wie dies die Bedingung "aus jeder Quelle" erfüllt.
@PhilFrost gibt es eine andere Lösung für das Problem, das 80 Watt verbrauchen kann. Ich könnte es einfach nicht mit den verfügbaren Widerständen tun?
@PhilFrost, ich ging davon aus, dass ""von jeder Spannungsquelle" bedeutet "Sie können frei zwischen 4 V oder 8 V Spannungsquelle wählen". Wenn dies nicht der Fall ist, ist eine Schaltung erforderlich, die ihren Strom automatisch anpasst, dh wenn 4 V verwendet werden, muss ihr Strom sein 20 A sein und wenn eine 8-V-Quelle verwendet wird, muss ihr Strom 10 A betragen, was meiner Meinung nach mit nur 3 Komponenten nicht machbar ist.

P = ICH E = ICH 2 R = E 2 / R

Da Ihnen eine Auswahl an Strom- und Spannungsquellen zur Verfügung steht, haben Sie ein Mittel zum Halten ICH oder E Konstante. Und Sie haben Widerstände zur Verfügung, damit Sie steuern können R Auch. Suchen Sie also zunächst nach Kombinationen von Quellen und Widerständen, die gemäß den letzten beiden dieser Gleichungen zu der gewünschten Leistung führen.

Ich gebe Ihnen noch einen weiteren Hinweis: Wenn die Frage "von einer Spannungsquelle " angibt, möchten Sie wahrscheinlich eine Stromquelle in Ihrer Lösung verwenden.

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