Encontrar el voltaje de un capacitor

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MiprofesormehadadoesteproblemaysurespuestaessimplementequesetratadeuncircuitoRLCparaleloyusa$$s^2+\frac{1}{RC}s+\frac{1}{LC}=0$$paralaecuacióncaracterística.Meparecequenoesválidoycuandotratodeencontrarlasoluciónutilizandoecuacionesdiferencialesyelanálisisnodalolamalla,parecequenopuedollegaraestasolución.

¿Estoyequivocadoenestaecuacióncaracterística"estándar" solo es válida para un circuito donde los tres elementos son paralelos y en este caso el inductor y la resistencia están en serie y, por lo tanto, no se pueden usar?

    
pregunta user3768729

1 respuesta

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Tengo una opinión un poco diferente de tu profesor. La ecuación característica de un circuito RLC será una de las dos que se dan a continuación. $$ s ^ 2 + \ frac {R} {L} s + \ frac {1} {LC} = 0 \ tag1 $$ $$ s ^ 2 + \ frac {1} {RC} s + \ frac {1} {LC} = 0 \ tag2 $$

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

Donde \ $ \ alpha \ $ es un parámetro relacionado con la amortiguación y \ $ w_0 \ $ es la frecuencia natural sin amortiguación.

Para un circuito RLC, \ $ w_0 \ $ dependerá solo de L y C y será \ $ \ frac {1} {\ sqrt {LC}} \ $.

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

¿Qué ecuación se aplica dónde?

La ecuación (1) se aplica a los circuitos RLC en los que hay dos componentes más en serie. Las dos conexiones posibles son:

LaRLyCpuedentomarcualquieradeestasposicionesZ1,Z2yZ3,perosolounaposiciónalavez.

Laecuación(2)seaplicaaloscircuitosRLCenlosquehaydoscomponentesmásenparalelo.Lasdosconexionesposiblesson:

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

En el circuito dado en la pregunta, dos componentes R y L están en serie y, por lo tanto, la ecuación característica correspondiente será (1).

    
respondido por el nidhin

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