Respuesta en pasos del inductor ideal con fuente de corriente

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Estoy tomando un curso de electrónica para obtener un menor de física (soy un estudiante de matemáticas aplicada) y hoy, el profesor muestra un diagrama de una fuente de corriente ideal conectada a un inductor ideal. Cosas locas que sé.

El problema que tengo es que el libro y sus apuntes no tratan la fuente de corriente independiente como una fuente de corriente real e independiente. Es decir, la corriente es una función con respecto al tiempo t, en lugar de algún valor numérico como 1A. Por lo tanto, es una fuente de corriente dependiente. (Obviamente, esto se hizo para que el problema sea fácil y / o solucionable).

A pesar de la falta de cuidado dado por el uso de los símbolos apropiados, me pregunto cuál sería la respuesta real para una fuente de corriente independiente ideal conectada a un inductor ideal. Soy un estudiante de matemáticas después de todo.

Han pasado un semestre o dos desde que tomé EDO y PDE, por lo que mis ecuaciones diferenciales son un poco borrosas. Pero tengo la sensación de que una función de paso de Heaviside y transformadas de Laplace no funcionarán aquí.

Yo diría que la tensión a través del inductor sería indeterminada en el borde del paso actual y cero después de eso. Esencialmente, una función discontinua que se aproxima al infinito en t = 0 y luego 0 para t > 0.

Obviamente, esto no es físicamente realizable, pero tenía curiosidad sobre cómo se podría resolver esto incluso si la solución difiere.

Así que mi pregunta. ¿Cómo tratarías de resolver este problema? ¿Función de paso de Heaviside y transformada de Laplace o algún otro método? Además, ¿qué cambio se necesita para resolver este problema? Por ejemplo, ¿una resistencia paralela de algún valor finito haría el truco (para que pueda convertirse a un circuito equivalente de Thevenin)?

    
pregunta Big Gulps

1 respuesta

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Es decir, la corriente es una función con respecto al tiempo t, en lugar de algún valor numérico como 1A. Por lo tanto, es una fuente de corriente dependiente.

No entiende cómo se definen normalmente las fuentes independientes y dependientes.

Una fuente de corriente o voltaje dependiente es uno cuyo valor depende de alguna otra variable del circuito, como una corriente de derivación o la diferencia entre dos voltajes de nodo.

Una fuente de corriente o voltaje independiente es aquella que no depende de otras variables del circuito.

Una fuente de corriente o voltaje independiente que varía con el tiempo es un dispositivo completamente común y se usa todo el tiempo en modelos de circuitos útiles.

  

me hizo preguntarme cuál sería la respuesta real para una fuente de corriente independiente ideal conectada a un inductor ideal. ... Yo diría que la tensión a través del inductor sería indeterminada en el borde del paso actual y cero después de eso.

Sí, esto es correcto.

Por supuesto, las fuentes de corriente real nunca tienen funciones de salida perfectamente discontinuas (siempre hay un tiempo de aumento o caída distinto de cero), y los inductores reales tienen capacitancia de entrelazado, por lo que esto nunca es un problema en la práctica (aunque se sabe el origen de la fuente los parásitos de tiempo y de inductor pueden ser un problema).

También podría abordar este problema con una función de límite: considere alguna función de buen comportamiento para la variación actual a lo largo del tiempo, y tome el límite a medida que el tiempo de subida sea cero.

  

¿Cómo intentaría resolver este problema? ¿Función de paso de Heaviside y transformada de Laplace o algún otro método?

Nunca tuve que usar una transformada de Laplace para resolver un circuito en el mundo real, aunque alguien como usted con un fondo más orientado a las matemáticas podría elegir hacerlo de esa manera.

Lo resolvería simplemente sabiendo que el voltaje debe ser una función delta para producir un cambio instantáneo en la corriente a través de un inductor ideal.

  

Además, ¿qué cambio se necesita para resolver este problema? Por ejemplo, un truco de resistencia paralela de algún valor finito

Como se mencionó anteriormente, típicamente un inductor real tiene una capacitancia de entrelazado. Este es un parásito capacitivo que aparece en paralelo con el inductor. Este es el primer parásito que agregaría para hacer este modelo más realista y evitar las singularidades en la solución del circuito.

    
respondido por el The Photon

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