State maximum power transfer theorem.

Updated: 1 year ago
উত্তরঃ

Let Impedance of,

Xc near the terminal X is Z1=-j10 

10 ohm resistance, Z2=10

3 ohm resistance, Z3=3

XL,  Z=j14

Xc near to source, Z5=-j10

Now,

Zth=[Z5 || (Z3 +Z4) ] + Z2 +Z1

       = [ -j10 || (3+j4)] + 100- j10

       = 112 - j36 

Md Shoyaeb
Md Shoyaeb
1 year ago
747

Related Question

View All
উত্তরঃ

Step-by-step Solution:

Step 1: Calculate Thevenin's Equivalent Voltage (\(V_{th}\))

Terminals X-Y are open-circuited, so no current flows through the branch containing the \(10\,\Omega\) resistor and the \(X_C = 10\,\Omega\) capacitor connected to terminal X.

Therefore, the open-circuit voltage \(V_{th}\) across terminals X-Y is equal to the voltage drop across the parallel branch \((3 + j14)\,\Omega\).

Using the Voltage Divider Rule:

\(V_{th} = V_s \times \frac{3 + j14}{-j10 + (3 + j14)}\)

\(V_{th} = 100 \times \frac{3 + j14}{3 + j4}\)

Multiplying the numerator and denominator by the complex conjugate of the denominator \((3 - j4)\):

\(V_{th} = 100 \times \frac{(3 + j14)(3 - j4)}{3^2 + 4^2}\)

\(V_{th} = 100 \times \frac{9 - j12 + j42 + 56}{25}\)

\(V_{th} = 100 \times \frac{65 + j30}{25}\)

\(V_{th} = 4 \times (65 + j30) = 260 + j120\text{ V}\)

In polar form:

\(|V_{th}| = \sqrt{260^2 + 120^2} = 286.36\text{ V}\)

\(\theta = \tan^{-1}\left(\frac{120}{260}\right) = 24.78^\circ\)

\(V_{th} = 286.36 \angle 24.78^\circ\text{ V}\)


Step 2: Calculate Thevenin's Equivalent Impedance (\(Z_{th}\))

To find the equivalent impedance \(Z_{th}\), deactivate the independent voltage source by replacing it with a short circuit.

Looking back into terminals X-Y, the \(-j10\,\Omega\) capacitor is in parallel with the \((3 + j14)\,\Omega\) branch, and this combination is in series with the \((10 - j10)\,\Omega\) branch leading to terminal X.

\(Z_{th} = (10 - j10) + \left[ (-j10) \parallel (3 + j14) \right]\)

Calculating the parallel portion (\(Z_p\)):

\(Z_p = \frac{-j10 \times (3 + j14)}{-j10 + 3 + j14} = \frac{140 - j30}{3 + j4}\)

Multiplying by the conjugate \((3 - j4)\):

\(Z_p = \frac{(140 - j30)(3 - j4)}{3^2 + 4^2} = \frac{420 - j560 - j90 - 120}{25} = \frac{300 - j650}{25} = 12 - j26\,\Omega\)

Now, substitute \(Z_p\) back to calculate \(Z_{th}\):

\(Z_{th} = (10 - j10) + (12 - j26) = 22 - j36\,\Omega\)

In polar form:

\(|Z_{th}| = \sqrt{22^2 + (-36)^2} = 42.19\,\Omega\)

\(\theta = \tan^{-1}\left(\frac{-36}{22}\right) = -58.57^\circ\)

\(Z_{th} = 42.19 \angle -58.57^\circ\,\Omega\)


Final Answer:

The Thevenin's equivalent circuit across terminal X-Y consists of:

      
  • Thevenin's Voltage (\(V_{th}\)): \(260 + j120\text{ V}\) or \(286.36 \angle 24.78^\circ\text{ V}\)
  •   
  • Thevenin's Impedance (\(Z_{th}\)): \(22 - j36\,\Omega\) or \(42.19 \angle -58.57^\circ\,\Omega\)
Satt AI
Satt AI
2 weeks ago
750
শিক্ষকদের জন্য বিশেষভাবে তৈরি

১ ক্লিকে প্রশ্ন, শীট, সাজেশন
অনলাইন পরীক্ষা তৈরির সফটওয়্যার!

শুধু প্রশ্ন সিলেক্ট করুন — প্রশ্নপত্র অটোমেটিক তৈরি!

প্রশ্ন এডিট করা যাবে
জলছাপ দেয়া যাবে
ঠিকানা যুক্ত করা যাবে
Logo, Motto যুক্ত হবে
অটো প্রতিষ্ঠানের নাম
অটো সময়, পূর্ণমান
প্রশ্ন এডিট করা যাবে
জলছাপ দেয়া যাবে
ঠিকানা যুক্ত করা যাবে
Logo, Motto যুক্ত হবে
অটো প্রতিষ্ঠানের নাম
অটো সময়, পূর্ণমান
অটো নির্দেশনা (এডিটযোগ্য)
অটো বিষয় ও অধ্যায়
OMR সংযুক্ত করা যাবে
ফন্ট, কলাম, ডিভাইডার
প্রশ্ন/অপশন স্টাইল পরিবর্তন
সেট কোড, বিষয় কোড
অটো নির্দেশনা (এডিটযোগ্য)
অটো বিষয় ও অধ্যায়
OMR সংযুক্ত করা যাবে
ফন্ট, কলাম, ডিভাইডার
প্রশ্ন/অপশন স্টাইল পরিবর্তন
সেট কোড, বিষয় কোড
এখনই শুরু করুন ডেমো দেখুন
৫০,০০০+
শিক্ষক
৩০ লক্ষ+
প্রশ্নপত্র
মাত্র ১৫ পয়সায় প্রশ্নপত্র
১ ক্লিকে প্রশ্ন, শীট, সাজেশন তৈরি করুন আজই

Complete Exam
Preparation

Learn, practice, analyse and improve

1M+ downloads
4.6 · 8k+ Reviews