Intentando entender por qué se invirtió la señal en esta ecuación de respuesta a pasos RC

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Estoy viendo este video donde está el chico derivando las ecuaciones para la función escalonada de un circuito RC en serie.

En algún punto tiene la siguiente ecuación:

\ $ \ frac {dt} {RC} = \ frac {dv} {v_s - v} \ $

y de repente multiplica ambos lados por -1 para obtener un signo menos en el lado izquierdo e invertir \ $ v \ $ y \ $ v_s \ $

\ $ - \ frac {dt} {RC} = \ frac {dv} {v - v_s} \ $

Lo justifica diciendo "vamos a hacer eso porque queremos escribir v minus v_s"

¿qué?

Obviamente, él sabe que ese signo menos será el exponente exponencial, lo que hace que el resultado final sea correcto, pero esto no es una justificación matemática.

¿Ustedes tienen alguna idea de por qué?

NOTA: puede ver el cambio de signo en el lado derecho, en la línea en que aparece el símbolo integral por primera vez.

    
pregunta SpaceDog

2 respuestas

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Es lo mismo de cualquier manera. No tienes que multiplicar por -1. Pruébalo:

$$ \ begin {align} \ frac {dt} {RC} & = \ frac {dv} {v_s-v} \\ \\ \ int_ {v_0} ^ v \ frac {dv} {v_s-v} & = \ int_ {0} ^ t \ frac {dt} {RC} \\ \ end {align} $$


olvidemos el lado derecho, ya que no corresponde a tu pregunta.

Utilizando

$$ \ begin {align} \ int \ frac {1} {ax + b} dx = \ frac {1} {a} Ln | ax + b | \\ \ end {align} $$

entonces \ $ a = -1 \ $ y \ $ b = v_s \ $ tan

$$ \ begin {align} \ int_ {v_0} ^ v \ frac {dv} {v_s-v} \ rightarrow (-1) ln | v_s-v | \\ \ end {align} $$

ahora sigue el resto del tutorial y eventualmente terminarás con

$$ \ begin {align} -v & = -v_s + (v_s-v_0) e ^ {\ frac {-t} {RC}} \\ \ end {align} $$

En qué punto, obviamente, para resolver \ $ v \ $, multiplica ambos lados por -1.

    
respondido por el Blair Fonville
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En pocas palabras, \ $ v - v_s \ $ tiene una interpretación más sencilla que \ $ v_s - v \ $.

\ $ v - v_s \ $ es solo una traducción.

\ $ v_s - v \ $ es una traducción y una inversión espejo / signo para \ $ v \ $.

Personalmente, no veo un problema en la ejecución de un paso antes si sabes lo que tienes que terminar como educador. No debe llevar a una respuesta diferente, y puede hacer que otros pasos sean más fáciles de ver. Ese menos habrá aparecido allí de alguna manera más tarde de todos modos.

$$ \ begin {align} \ frac {dt} {RC} & = \ frac {dv} {v_s-v} \\ & \ Downarrow \\ \ frac {1} {RC} \ int_0 ^ tdt & = \ int_ {v_0} ^ v \ frac {1} {v_s - v} dv \\ & \ Downarrow \\ \ frac {t} {RC} & = - \ int_ {v_0} ^ v \ frac {1} {v_s-v} d (-v) \\ & \ Downarrow \\ \ frac {t} {RC} & = - \ left (\ ln | v_s-v | - \ ln | v_s-v_0 | \ right) \\ & \ Downarrow \\ \ frac {t} {RC} & = - \ ln \ left | \ frac {v_s-v} {v_s-v_0} \ right | \\ & \ Downarrow \\ - \ frac {t} {RC} & = \ ln \ left | \ frac {v-v_s} {v_0-v_s} \ right | \ end {align} $$

No importa lo que intentes, siempre y cuando tengas equivalencia, terminarás con las mismas ecuaciones de una forma u otra. Si obtuviste un resultado diferente al del profesor, has hecho algo mal.

    
respondido por el Sven B

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