LATIHAN
5.2 Transformasi Sumber
3 - 1 - 2 - + vx-
4 V +- 2 A 5 - +- 4 V
- GAMBAR 5.55
11. Gunakan prinsip superposisi untuk mendapatkan nilai arusSayaxseperti yang tertera pada Gambar 5.56.
0.2Sayax
5 k- – +
1 V +- Sayax 7 k- 2 k- 2 A
- GAMBAR 5.56
12. (sebuah) Gunakan superposisi untuk menentukan kontribusi individu dari masing-masing sumber independen ke teganganvseperti yang diberi label dalam rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar.
5.57. (b) Hitung daya yang diserap oleh 2-penghambat.
1 - 7 -
+ 6 A
4 A 2 -
saya1
3 - v 0.4saya1
- - GAMBAR 5.57
14. Untuk rangkaian Gambar 5.59, plotsayaLmelawanvLsesuai dengan
kisaran 0≤ R. 5 k- sayaL
+ vL
-
15. Tentukan label saat iniSayadalam rangkaian Gambar 5.60 dengan terlebih dahulu melakukan transformasi sumber dan kombinasi seri paralel seperti yang diperlukan untuk mereduksi
rangkaian menjadi hanya dua elemen. 3 V +- R
7 - 4 -
- GAMBAR 5.59
3 A Saya5 - +- 9 V
- GAMBAR 5.60
16. Pastikan daya yang diserap oleh 7-resistor pada Gambar 5.22sebuahtetap sama setelah transformasi sumber diilustrasikan pada Gambar. 5.22c.
17. (sebuah) Tentukan arus berlabelsayadalam rangkaian Gambar 5.61 setelah terlebih dahulu mengubah rangkaian sedemikian rupa sehingga hanya berisi resistor dan sumber tegangan.
(b) Simulasikan setiap rangkaian untuk memverifikasi aliran arus yang sama dalam kedua kasus.
3 M- 13 M-
12 V +- 5-SEBUAH 2 M- saya +- 7 V
- GAMBAR 5.61
18. (sebuah) Dengan menggunakan transformasi sumber berulang, kurangi rangkaian Gambar 5.62 menjadi sumber tegangan yang dirangkai seri dengan resistor, keduanya dirangkai seri dengan 6 M-penghambat. (b) Hitung daya yang dihamburkan oleh 6 M-resistor menggunakan rangkaian sederhana Anda.
3,5 jt
1,2 jt
27mSEBUAH 750rb 7 M 6 M
-+ 15 V
- GAMBAR 5.62
19. (sebuah) Dengan menggunakan transformasi sumber dan teknik kombinasi elemen sebanyak yang diperlukan, sederhanakan rangkaian Gambar 5.63 sehingga hanya berisi sumber 7 V, resistor tunggal, dan satu sumber tegangan lainnya. (b) Pastikan bahwa sumber 7 V memberikan jumlah daya yang sama di kedua sirkuit.
3
7 V -+ 1 2 A 3 5 A
- GAMBAR 5.63
20. (sebuah) Memanfaatkan transformasi sumber berulang, kurangi rangkaian Gambar 5.64 sedemikian rupa sehingga mengandung sumber tegangan tunggal, 17-resistor, dan satu resistor lainnya. (b) Hitung daya yang dihamburkan oleh 17-penghambat. (c) Verifikasi hasil Anda dengan mensimulasikan kedua sirkuit dengan PSpice atau alat CAD lain yang sesuai.
47 - 10 - 7 - 2 -
SayaX
12 V +- 22 - 7 - 9 - 17 -
- GAMBAR 5.64
21. Manfaatkan transformasi sumber untuk terlebih dahulu mengubah ketiga sumber pada Gambar 5.65 menjadi sumber tegangan, kemudian menyederhanakan rangkaian sebanyak mungkin dan menghitung teganganVx yang muncul di 4-penghambat. Pastikan untuk menggambar dan memberi label pada rangkaian sederhana Anda.
2 - 4 -
+ Vx
9 - 5Vx -
3 A 1 - 7 - 9 A
- GAMBAR 5.65
22. (sebuah) Dengan bantuan transformasi sumber, ubah rangkaian Gambar 5.66 sedemikian rupa sehingga hanya berisi sumber arus. (b) Sederhanakan rangkaian baru Anda sebanyak mungkin, dan hitung daya yang hilang pada 7-penghambat. (c) Verifikasi solusi Anda dengan mensimulasikan kedua sirkuit dengan PSpice atau alat CAD lain yang sesuai.
11 - 7 -
+ –
4Saya1 Saya1
9 V 10 - 2 A
- GAMBAR 5.66
23. Transformasikan sumber dependen pada Gambar 5.67 menjadi sumber tegangan, kemudian hitungV0. – + 2 -
+ +
0,7 V
12V1 6 - 7 - V1
-
V0
-
6 -
- GAMBAR 5.67 -+
10 - 10 -
24. Berkenaan dengan rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar 5.68, pertama-tama ubah kedua sumber tegangan menjadi sumber arus, kurangi jumlah elemen sebanyak mungkin, dan tentukan teganganv3.
6 - 3 - 2 -
+ v3 4v3
-
+
2 V +- - 2v3
- GAMBAR 5.68 2 - 1 - +
9 V +- 3 - RL vL
- 5.3 Sirkuit Setara Thevenin dan Norton
25. Mengacu pada Gambar 5.69, tentukan ekivalen Thevenin dari jaringan yang
terhubung keRL. (b) MenentukanvLuntukRL=1-, 3.5-, 6.257-, dan 9.8-. - GAMBAR 5.69 26. (sebuah) Sehubungan dengan rangkaian yang digambarkan pada Gambar 5.69, dapatkan
ekuivalen Norton dari jaringan yang terhubung keRL. (b) Gambarkan daya yang hilang dalam resistor RLsebagai fungsi darisayaLsesuai dengan kisaran 0<RL<5-. (c) Dengan menggunakan grafik Anda, perkirakan berapa nilaiRLapakah daya yang dihamburkan mencapai nilai maksimumnya.
5 - sayaL
5 - 0,8 -
1 A 2 - RL
27. (sebuah) Dapatkan jaringan yang setara dengan Norton yang terhubung keRLpada Gambar 5.70. (b) Dapatkan ekuivalen Thevenin dari jaringan yang sama. (c) Gunakan salah satu untuk menghitungsayaLuntukRL=0-, 1-, 4.923-, dan 8.107-.
28. (sebuah) Tentukan ekivalen Thevenin dari rangkaian yang digambarkan pada Gambar 5.71 dengan mencari terlebih dahuluVokdanSayasc(didefinisikan sebagai mengalir ke terminal referensi positif dariVok). (b) Hubungkan 4.7 k-resistor ke terminal terbuka jaringan baru Anda dan hitung daya yang hilang.
- GAMBAR 5.70
1.1 k- 29. Mengacu pada rangkaian Gambar 5.71: (sebuah) Tentukan ekuivalen Norton dari rangkaian
dengan mencari terlebih dahuluVokdanSayasc(didefinisikan sebagai mengalir ke terminal referensi positif dariVok). (b) Hubungkan 1.7 k-resistor ke terminal terbuka jaringan baru Anda dan hitung daya yang dipasok ke resistor itu.
1,8 k- 2.3 k-
+ +-
4.2 V 2,5 k- 2,5 k- Vok
30. (sebuah) Gunakan teorema Thevenin untuk mendapatkan ekuivalen dua komponen sederhana dari rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar 5.72. (b) Gunakan rangkaian ekivalen Anda untuk menentukan daya yang dikirimkan ke 100-resistor yang terhubung ke terminal terbuka.
(c) Verifikasi solusi Anda dengan menganalisis rangkaian asli dengan 100 . yang sama- resistor terhubung di terminal terbuka.
- - GAMBAR 5.71
75 - 220 -
45 -
122 - 0,3 A
0,7 V
saya1 R1
- GAMBAR 5.72
R2 R3
31. (sebuah) Gunakan teorema Thevenin untuk mendapatkan ekuivalen dua komponen untuk jaringan yang ditunjukkan pada Gambar 5.73. (b) Tentukan daya yang disuplai ke 1 M- resistor terhubung ke jaringan jikasaya1= 19μSEBUAH,R1=R2= 1.6 M-, R2= 3 M- , danR4=R5= 1.2 M-. (c) Verifikasi solusi Anda dengan mensimulasikan kedua sirkuit dengan PSpice atau alat CAD lain yang sesuai.
R4 R5
- GAMBAR 5.73 -+
32. Tentukan ekivalen Thévenin dari jaringan yang ditunjukkan pada Gambar 5.74 seperti terlihat pada dua terminal terbuka.
2 - 5 - 3 -
+ vx- - 2 A
2 V + 1 - +- 4 V
- GAMBAR 5.74
33. (sebuah) Tentukan ekuivalen Norton dari rangkaian yang digambarkan pada Gambar 5.74 seperti terlihat pada dua terminal terbuka. (b) Hitung daya yang dihamburkan dalam 5- resistor yang terhubung secara paralel dengan 5 . yang ada-penghambat. (c) Hitung arus yang mengalir melalui hubung singkat yang menghubungkan kedua terminal.
34. Untuk rangkaian Gambar 5.75: (sebuah) Gunakan teorema Norton untuk mengurangi jaringan yang terhubung keRLmenjadi dua komponen saja. (b) Hitung arus searah ke bawah yang mengalir melaluiRLjika itu adalah 3.3 k-penghambat. (c) Verifikasi jawaban Anda dengan mensimulasikan kedua sirkuit dengan PSpice atau alat CAD yang sebanding.
5 k
1 k
300 mA 7 k 6 k RL
+- 2.5 V
- GAMBAR 5.75
35. (sebuah) Dapatkan nilai untuk resistansi ekivalen Thévenin yang terlihat dengan melihat ke terminal terbuka rangkaian pada Gambar 5.76 dengan terlebih dahulu mencariVokdanSayasc. (b) Hubungkan sumber uji 1 A ke terminal terbuka dari rangkaian asli setelah korsleting sumber tegangan, dan gunakan ini untuk memperolehRTH. (c) Hubungkan sumber uji 1 V ke terminal terbuka dari rangkaian asli setelah sekali lagi memusatkan sumber 2 V, dan gunakan ini sekarang untuk memperolehRTH.
10 20 30
2 V -+ 7 7
- GAMBAR 5.76
36. Lihat rangkaian yang digambarkan pada Gambar 5.77. (sebuah) Dapatkan nilai untuk resistansi ekivalen Thévenin yang terlihat dengan melihat ke terminal terbuka dengan terlebih dahulu menemukanVok
danSayasc. (b) Hubungkan sumber uji 1 A ke terminal terbuka aslinya
1 3
1 A 2 4
- GAMBAR 5.77
sirkuit setelah menonaktifkan sumber arus lainnya, dan gunakan ini untuk mendapatkanRTH. (c) Hubungkan sumber uji 1 V ke terminal terbuka dari rangkaian asli, sekali lagi nolkan sumber aslinya, dan gunakan ini sekarang untuk memperolehRTH.
37. Dapatkan nilai untuk resistansi ekivalen Thévenin yang terlihat dengan melihat ke terminal terbuka rangkaian pada Gambar 5.78 dengan (sebuah) menemukanVokdanSayasc, dan kemudian mengambil rasio mereka; (b) mengatur semua sumber independen ke nol dan menggunakan teknik kombinasi resistor; (c) menghubungkan sumber arus yang tidak diketahui ke terminal, menonaktifkan (nol keluar) semua sumber lainnya, menemukan ekspresi aljabar untuk tegangan yang berkembang di seluruh sumber, dan mengambil rasio dua kuantitas.
17 9
+ 20 V
222 A 6 - 4 33 A 2
- GAMBAR 5.78
38. Berkenaan dengan jaringan yang digambarkan pada Gambar 5.79, tentukan ekivalen Thevenin seperti yang terlihat oleh elemen yang terhubung ke terminal (sebuah)sebuahdanb; (b)sebuah danc;
(c)bdanc. (d) Verifikasi jawaban Anda menggunakan PSpice atau alat CAD lain yang sesuai. (Petunjuk:
Hubungkan sumber uji ke terminal yang diinginkan.)
11 - 4 -
sebuah
21 - 2 -
10 - b
12 - c - GAMBAR 5.79
39. Tentukan ekuivalen Thévenin dan Norton dari rangkaian yang ditunjukkan pada + Gambar 5.80 dari perspektif terminal terbuka. (Seharusnya tidak ada sumber
dependen dalam jawaban Anda.) 10Vx 21 - Vx
40. Tentukan ekuivalen Norton dari rangkaian yang digambar pada Gambar 5.81 seperti yang terlihat -
pada terminalsebuahdanb. (Seharusnya tidak ada sumber dependen dalam jawaban Anda.) - GAMBAR 5.80 41. Berkenaan dengan rangkaian Gambar 5.82, tentukan daya yang dihamburkan oleh (
sebuah) 1 k-resistor terhubung antarasebuahdanb; (b) 4.7 k-resistor terhubung antara sebuahdanb; (c) 10.54rb-resistor terhubung antarasebuahdanb.
2sayax
+ – sebuah 1 V
sebuah + –
500 - sayax 700 mA 1,5 k- +
10 k- v1
-
20 k- 0,02v1
b
2500 - b
- GAMBAR 5.82
- GAMBAR 5.81
sebuah b 42. Tentukan ekuivalen Thévenin dan Norton dari rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar 5.83, seperti yang terlihat oleh elemen yang tidak ditentukan yang terhubung antara terminalsebuah danb.
+ vab -
43. Mengacu pada rangkaian Gambar 5.84, tentukan hambatan ekivalen Thevenin dari rangkaian di sebelah kanan garis putus-putus. Sirkuit ini adalah penguat transistor commonsource, dan Anda menghitung resistansi inputnya.
15 -
0,5vab
300 - + vgs- 20 -
11 - vs +- 1 M- 0.12vgs 3 k- RL
0.11vab
- GAMBAR 5.84
- GAMBAR 5.83
44. Mengacu pada rangkaian Gambar 5.85, tentukan hambatan ekivalen Thevenin dari rangkaian di sebelah kanan garis putus-putus. Sirkuit ini adalah penguat transistor common-collector, dan Anda menghitung resistansi inputnya.
300 - + v-- r-
vs +- 2 M- 0,02V- 1 k- 2 k-
- GAMBAR 5.85
45. Rangkaian yang ditunjukkan pada Gambar 5.86 adalah model penguat operasional yang cukup akurat. Dalam kasus di manaRsayadanSEBUAHsangat besar danRHai∼ 0, beban resistif (seperti speaker) yang terhubung antara ground dan terminal berlabelvkeluar
akan melihat teganganRf/R1kali lebih besar dari sinyal inputvdi. Temukan ekuivalen Thevenin dari sirkuit, perhatikan labelnyavkeluar.
RHai
+
vd Rsaya +
- SEBUAHvd vkeluar
R1 -
vdi +-
Rf
- GAMBAR 5.86 1 k
RS 5.4 Transfer Daya Maksimum
12 V +- R 46. (sebuah) Untuk rangkaian sederhana pada Gambar 5.87, buat grafik daya yang
dihamburkan oleh resistorRsebagai fungsi dariR/RS,jika 0≤ R≤ 3000-. (b) Gambarkan turunan pertama dari pangkat versusR/RS,dan verifikasi bahwa daya maksimum ditransfer keR bila sama denganRS.
- GAMBAR 5.87 -+
47. Untuk rangkaian yang digambar pada Gambar 5.88, (sebuah) tentukan ekuivalen Thevenin yang terhubung keRkeluar. (b) MemilihRkeluarsedemikian rupa sehingga daya maksimum dikirim ke sana.
4 V + – 48. Pelajari rangkaian Gambar 5.89. (sebuah) Tentukan ekuivalen Norton yang terhubung ke resistorR
keluar. (b) Pilih nilai untukRkeluarsedemikian rupa sehingga daya maksimum akan dikirimkan ke sana. +
- 2 V
3 Rkeluar
3 V 2
+ – - GAMBAR 5.88
+- 2 V
4 A 1 k- Rkeluar
2 k-
- GAMBAR 5.89
49. Dengan asumsi bahwa kita dapat menentukan resistansi setara Thévenin dari stopkontak dinding kita, mengapa pemanggang roti, oven microwave, dan produsen TV tidak mencocokkan resistansi setara Thévenin masing-masing alat dengan nilai ini? Bukankah itu mengizinkan transfer daya maksimum dari perusahaan utilitas ke peralatan rumah tangga kita?
50. Untuk rangkaian Gambar 5.90, berapa nilaiRLakan memastikan itu menyerap jumlah daya maksimum yang mungkin?
3 -
3 V -+ 2 - RL 5 - 1 A
- GAMBAR 5.90
51. Dengan mengacu pada rangkaian Gambar 5.91, (sebuah) hitung daya yang diserap oleh 9-penghambat; (b) sesuaikan ukuran 5-resistor sehingga jaringan baru memberikan daya maksimum ke 9-penghambat.
9
9 A 5 3 2 A
- GAMBAR 5.91
52. Mengacu pada rangkaian Gambar 5.92, (sebuah) tentukan daya yang diserap oleh 3.
3-penghambat; (b) ganti 3.3-resistor dengan resistor lain sedemikian rupa sehingga menyerap daya maksimum dari sisa rangkaian.
2 - 7 -
– + +
0.1V2 5 V 3.3 - V2
- - GAMBAR 5.92
-+
53. Pilih nilai untukRLpada Gambar 5.93 sedemikian rupa sehingga dipastikan menyerap daya maksimum dari rangkaian.
5 - RL
+
4 V 8 - v1
-
10 - 0.2v1
- GAMBAR 5.93
54. Tentukan berapa nilai hambatan yang akan menyerap daya maksimum dari rangkaian Gambar 5.94 bila dihubungkan melintasi terminalsebuahdanb.
2vab
20 - – + sebuah
+
900 mA 100 - 0,1vab 50 - 10 - vab
- b - GAMBAR 5.94