voltaje y corriente después de cerrar el interruptor

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En este circuito, el interruptor ha estado abierto durante mucho tiempo, es decir, la capacitancia 2F está llena. Ahora cerramos el interruptor. ¿Cuál es la ecuación de la corriente y el voltaje de la capacitancia 2F después de cerrar el interruptor?

Aquí está mi solución que creo que está mal:

$$ 3 \ frac {dv} {dt} + v = 2 $$

$$ 3 \ frac {dv} {dt} + v = 0 \\ v = ae ^ {bt} \\ 3b + 1 = 0 \\ b = \ frac {-1} {3} \\ v = ae ^ {\ frac {-1} {3} t} + 2 $$

en t = 0 V debe ser 2: $$ a + 2 = 2 \\ a = 0 $$

lo que significa que V será constante después de cerrar el interruptor y que ninguna corriente pasará a través de la capacitancia 1F o 2F, lo cual es incorrecto.

    
pregunta Pooya

4 respuestas

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Tienes la idea general correcta, pero no puedes considerar los dos condensadores como un condensador 3F. Justo antes de que se cierre el interruptor, el capacitor 2F estará completamente cargado y (supongo) el capacitor 1F está completamente descargado. Entonces, cuando el interruptor está cerrado, el capacitor 2F se descargará y el capacitor 1F se cargará.

Recuerde que \ $ Q = CV \ $ para un condensador, y que \ $ \ displaystyle \ frac {dQ} {dt} = C \ frac {dV} {dt} = i_C \ $ y esto debería ayudarlo a derivar la respuesta.

    
respondido por el Edward
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No puede usar el análisis de circuito estándar (elemento concentrado) para modelar el circuito en el momento en que se cierra el interruptor porque dv / dt de los condensadores son infinitos.

Así que esto tiene que hacerse en dos pasos. Aplique la conservación de la carga en el caso en que el interruptor esté cerrado para determinar el estado de los condensadores. Esa se convierte en la condición inicial para el análisis posterior, que es solo un circuito RC.

    
respondido por el rioraxe
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Lo que estás tratando de hacer no está bien definido, y de todos modos no está permitido en la teoría de circuitos. Necesita un estado inicial para el condensador 1F. Y no puede simplemente poner en cortocircuito dos condensadores a diferentes voltajes. Eso implicaría una corriente infinita y violaría la conservación de la energía.

enlace

Es necesario asumir alguna resistencia o inductancia entre los condensadores para poder analizar el circuito.

    
respondido por el Adam Haun
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Los condensadores explotarán o el cable se derretirá.

La analogía hidráulica es una presa ráfaga.

Has vaciado el condensador en un punto muerto.

    
respondido por el Johnno

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