Algunas preguntas sobre un circuito acoplado magnéticamente

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Debajo del circuito RLC en el lado izquierdo, con la ayuda de un generador de impulsos periódicos V1, genera oscilaciones amortiguadas periódicas con cierta frecuencia, y la corriente de oscilación resultante se acopla al circuito del lado derecho a través del campo magnético. El circuito del lado derecho es exactamente el mismo que el del lado izquierdo (solo que no tiene fuente). Aquí también establezco el coeficiente de acoplamiento como 1. Así que I (R1) y I (R2) son exactamente los mismos que los siguientes:

caso 1

AhorasolocambiolacapacitanciadelcondensadorC2de10µa1000µyamboscircuitossevenafectadosradicalmenteypasanlasmismascorrientesdelasiguientemanera:

caso2

Finalmente,desdelaúltimaconfiguración,redujeelcoeficientedeacoplamientosignificativamentede1a0.01yelcircuitodelaizquierdayanoseveafectadoporeldelladoderecho,perolacorrienteenelcircuitodeladerechasiguelamismaformadeondaconLacorrienteenelcircuitodelaizquierdaeslasiguiente:

case3

Pregunta:

1) Si SPICE es correcto, en el caso 1, aunque haya un fuerte acoplamiento, la forma de onda de frecuencia natural de ambos circuitos seguirá siendo la misma. En el caso 2, sin embargo, nuevamente hay un fuerte acoplamiento, pero esta vez la forma de onda de ambos circuitos cambió radicalmente. ¿Cómo se puede explicar esto?

2) En el caso 3, cuando el acoplamiento es muy flojo, ¿por qué I (R2) replica I (R1) aunque el circuito del lado derecho tenga una frecuencia natural diferente?

    
pregunta user16307

1 respuesta

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El primer caso (k = 1, C1 = C2 = 1uF) se puede considerar como:

(ConsulteelANEXOparaobtenerunapruebarápida)

Despuésdelimpulsoinicial,hay2condensadoresconpérdidaenparaleloconelinductor.(NOTA:lafuentedevoltajeescomouncortocircuitodespuésdequeelimpulsosehayaido)Esuncircuitoresonanteconcapacitanciaefectivade2uF.Lafrecuenciaderesonanciaesdeunos1100Hz.Laoscilaciónsedesvanecedebidoalaspérdidasenlasresistencias.C1=C2,porloquelacorrientesedistribuyeequitativamenteentreellos.

Ensucasointermedio(k=1,C1=1uF,C2=1000uF)elcircuitoequivalenteeselmismo,exceptoC2=1000uF.Prácticamenteconunainductanciade10mHdefinelafrecuenciaderesonanciaqueahoraesdeunos35Hz.Durantelaoscilacióndespuésdelimpulsoinicial,lacorrientepasaprincipalmenteatravésdeC2porqueprácticamentehayelmismovoltajedeCAenloscondensadores,perolareactanciadeC2esmuchomenor.Duranteelimpulsoinicial,C2norecibemuchatensiónporqueladivisióndetensióncapacitivadejalamayorpartedelatensióndeimpulsoinicialaC1yelinductornocargamuchacorrienteduranteelimpulsodebidoalabajatensiónsobreélduranteelimpulso.Comoseve,lacorrientedeoscilaciónesmayormenteatravésdeR2,esdecir,C2yesmuchomásbajaquelacorrienteenelprimercaso.Enlacapturadepantallapuedesverunaamplitudaltadeaproximadamente1píxel.

Ensutercercaso(k=0,01C1=1uF,C2=1000uF)tenemosdoscircuitosresonantessoloacopladosdemaneraflexiblecondiferentesfrecuenciasresonantes.Despuésdelimpulsoinicial,elresonadordelaizquierdaoscilaypartedelacorrientedeCAseconectaalotroresonador.Estálejosdelaresonancia,porloquenoseproduceninteraccionescomplejasentrelosresonadores.ElladoderechorecibealgodeCAdebidoalacoplamiento,perolacorrienteesmuchomásbajaqueenelladoizquierdo.

Sepuedepensarqueenelcaso3,labobinadelladoderechogeneraunatensióndeCA,queprácticamenteestácortocircuitadaporC2.Lacorrienteenelladoderechoesprácticamentek*lacorrienteenelladoderecho,yaquepuedeverfácilmentesipuedeformarlasrelacionesdeinductanciamutuaconfasorescomplejos.

ADENDA:lareduccióndelosinductoresaunosepuedederivarutilizandolasrelacionesdeinducciónmutuasordinarias:

    
respondido por el user287001

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