¿Cómo resolver el circuito RC de primer orden?

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Tengo una pregunta y me sigo confundiendo cuando trato de resolverla. El problema pide encontrar transitorios de tensión, corriente y resistencia (el interruptor se abre en t = 0). Antes de la conmutación, el circuito está en estado estable.  Lo resolví bastante durante mucho tiempo y verifiqué cada uno de mis cálculos resolviendo con diferentes métodos. Por eso estaba seguro de mis respuestas, pero cuando hice la simulación de PSIM, se mostraron diferentes resultados. Ahora estoy desconcertado. Por favor, ¿alguien puede ayudarme a resolver esto? ** p.s. para el interruptor cerrado encontré que Vth = 5v, Rth = 3/8 Ohms. Supongo que cometí un error al encontrar corrientes de resistencia

    
pregunta RomaElEng

1 respuesta

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A menudo ayuda buscar primero respuestas simplificadas entre preguntas complejas. Si primero revisamos la disposición del circuito (estado estable antes de t = 0), algunas de las respuestas comienzan a ser obvias.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

En la disposición más familiar sobre la tensión a través de la resistencia central se puede ver fácilmente que es cero (debido al divisor de tensión igual en cada pata exterior), por lo que sabemos en el estado estable inicial I2 = 0. Con todos los valores de resistencia iguales, los voltajes en el centro de cada pata serán 5v, por lo que las corrientes serán 10/2 = 5A en cada pata (por ejemplo: I1 = 5A, I4 = 5A, I3 = 5A). Luego, con I3 = 5A, sabes que Vc = 5v (estado estable).

Ahora, cuando se abre el interruptor, el circuito cambia a esto.

simular este circuito

Puede ver que las tres resistencias superiores se reducen a 2/3 ohm (0.667 ohm).

Si se olvida de la tapa por un momento, también puede ver que el siguiente estado estable será un divisor de voltaje de 0.667 ohmios en serie con 1 ohmios. Lo que significa que Vc eventualmente se convertirá en (10 / 1.667) x 1, o 6v. Entonces, después de que el interruptor abra la tapa, el voltaje (Vc) cambia de 5v a 6v iniciales.

Al conocer tanto los valores de Vc de estado estable como las resistencias equivalentes, debería poder determinar Ix y Vc en cualquier momento entre ellos.

    
respondido por el Nedd

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