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Encontrar el voltaje de un capacitor

Problem given by my Prof

Me había dado este problema por mi profe y su respuesta es simplemente que es un paralelo del circuito RLC y utiliza a $$s^2 +\frac{1}{RC}s+\frac{1}{LC} = 0$$ de la ecuación característica. A mí me parece que no es válido y cuando intento de encontrar la solución mediante ecuaciones diferenciales y cualquiera de análisis nodal o de malla me parece que no puede llegar a esta solución.

Estoy equivocado en este "estándar" de la ecuación característica sólo es válido para un circuito en el que los tres elementos están en paralelo y en este caso el inductor y el resistor en serie y por lo tanto no se puede utilizar?

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bcmcfc Puntos 346

Tengo un poco diferente de la opinión de su profesor. La ecuación característica de un circuito RLC será de los dos de abajo. $$s^2 + \frac{R}{L}s +\frac{1}{LC} = 0\tag1$$ $$s^2 + \frac{1}{RC}s +\frac{1}{LC} = 0\tag2$$

Razón:
La ecuación característica de un sistema de segundo orden es $$s^2 + 2\alpha s + w_0^2 = 0$$

Donde \$\alpha\$ es una de amortiguación parámetros relacionados y \$w_0\$ es el natural no amortiguados frecuencia.

Para un circuito RLC, \$w_0\$ va a depender sólo de L y C, y será \$\frac{1}{\sqrt{LC}}\$.

Llegando a la dimensión de la ecuación característica, cada término debe tener una dimensión de \$\mathrm{radian^2}\$. Así \$2\alpha\$ debe tener dimensión de \$\mathrm{radian}\$. Las únicas opciones posibles son \$\frac{1}{RC} \$\$\frac{R}{L}\$.

Żcuál es la ecuación que se aplica a dónde?

La ecuación (1) se aplica a los circuitos RLC en la que dos más componentes están en serie. De las dos posibilidades de conexión son:

schematic

La R, L y C puede tomar cualquiera de estas posiciones Z1, Z2 y Z3, pero sólo una posición a la vez.

La ecuación (2) se aplica a los circuitos RLC en la que dos más componentes están en paralelo. De las dos posibilidades de conexión son:

schematic

La verificación de este resultado se deja para el lector. :-)

En el circuito se indican en la pregunta, los dos componentes de R y L son en serie y, por tanto, la correspondiente ecuación característica de (1).

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