Solución de DEs del circuito: la derivada de la corriente del inductor debe ser cero, pero no lo es

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Estoy en el proceso de resolver un DE para un circuito.

Entonces: el circuito comienza con una fuente de voltaje de 5 VCC y se le permite alcanzar un estado estable. En el momento t = 0, la fuente se desconecta para una fuente de 10 VCC.

Estoy en el proceso de encontrar las condiciones iniciales: $$ i_L (0 ^ +) \ \ \ mathrm {y} \ \ i_L '(0 ^ +) $$

Claramente, $$ v_C (0 ^ -) = 0 \ \ mathrm {V} \ \ \ mathrm {y} \ \ i_L (0 ^ -) = \ frac {5 \ \ mathrm {V}} {100 \ \ Omega} $$

Entonces $$ i_L (0 ^ +) = 50 \ \ mathrm {mA} $$

Ahora, para encontrar iL ', dije $$ v_L = Li_L' \ \ \ mathrm {y} \ \ v_L = v_C $$

Entonces $$ i_L '(0 ^ +) = \ frac {v_C (0 ^ -)} {L} = 0 \ \ frac {\ mathrm {A}} {\ mathrm {s}} $$

Pero, si simula este circuito y activa el interruptor, la pendiente de la corriente a través del inductor claramente no es cero.

¿Estoy haciendo algo mal o sucede algo sutil?

Gracias

    
pregunta Mahkoe

2 respuestas

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[la última línea debería ser i'L (0+)] Tus cálculos son correctos. En t = 0 +, hay 50 mA en el inductor, pero 0 V a través de él (y el condensador). Así que '(L) = 0. Ahora, el voltaje a través del capacitor aumentará (porque el suministro aumentó de 5 a 10 V; el 'extra' de 50 mA fluirá en el capacitor. El voltaje de la tapa aumentará y luego la corriente del inductor aumentará.

En una pequeña región alrededor de 0+, la tapa V aumentará linealmente, y la corriente del inductor cuadráticamente con el tiempo, sin embargo, en general, el resultado será sinusoide (en descomposición exponencial).

Claramente en el extremo de una sinusoide, el derivado es 0, sin embargo, dado que la segunda derivada no es 0, el derivado cambiará, y también lo hará el valor.

    
respondido por el jp314
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¿Estás seguro de que hiciste la simulación correctamente? Encontré que en el momento en que cambia la fuente de voltaje, la pendiente de la corriente del inductor es cero:

Puedesverquelaoscilacióncomienzaenelcanaldeunaondasinusoidal,dondeladerivadaescero.Aquíhayunavistamáslargaquemuestralacaídaexponencialdelaoscilación:

ACTUALIZACIÓN:obtengoelmismoresultadoconFalstad:

Esmásdifícildeverporquenosepuedeacercarfácilmente.Tuvequeaumentarlainductanciaylacapacitanciaparaobteneresto.Peropuedesverqueeltimbrecomienzaenelcanaldeunaondasinusoidal,donde(comoseñalajp314)laderivadaescero.Siaumentalavelocidaddeltrazadoymuevelavelocidaddesimulación,podráobtenerunamejorvista:

Falstad es excelente para la visualización, pero obtener resultados precisos es incómodo. Para simulaciones transitorias, recomiendo usar CircuitLab, que puede usar de forma gratuita en un cuadro de respuesta EE.SE.

    
respondido por el Adam Haun

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