señal sinusoidal, calculando su potencia [cerrado]

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Tengo un libro que está dando una breve solución a una pregunta teórica, es saltear algunos pasos de la solución, estos pasos faltados me parecen importantes para entenderlos. Los recito a continuación y me gustaría un poco de ayuda. para una solución más detallada sin omitir pasos.

Pregunta 1: $$ dado \, \, x (t) = Acos (ω_0t + θ), \, \, \, T_0 = \ frac {2π} {ω_0} \, computar \, su \, potencia. $$ $$ \ begin {align} P & = \ frac {1} {T_o} \ int_0 ^ {T_o} [x (t)] ^ 2dt \\ \\ & = \, \, \ frac {ω_0} {2π} \ int_0 ^ {\ frac {2π} {ω_0}} A ^ 2cos ^ 2 (ω_0t + θ) dt \\ \\ & = \, \, \ frac {A ^ 2ω_0} {2π} \ int_0 ^ {\ frac {2π} {ω_0}} \ frac {1} 2 [1 + cos (2ω_0t + 2θ)] dt\ & = \, \, < falta \, pasos \, inicio \, desde \, aquí \, que \, i \, necesito \, ellos \, a \, be \, relleno > \\ & = \ frac {A ^ 2} {2} \\ \ end {align} $$ Puedo continuar con los pasos que faltan hasta cierto punto de la siguiente manera: $$ \ begin {align} & = \, \, \ frac {A ^ 2ω_0} {2π} \ frac12 \ Bigl (\ int_0 ^ {\ frac {2π} {ω_0}} dt + \ int_0 ^ {\ frac {2π} {ω_0}} cos (2ω_0t + 2θ)] \, dt \, \ Bigr) \\ & = \, \, \ frac {A ^ 2} {2} \ frac {ω_0} {2π} \, \ Bigl (\, t \ vert_0 ^ \ frac {2π} {ω_0} + \ frac {1} {2ω_0} \, sin (2ω_0t + 2θ) \ vert_0 ^ \ frac {2π} {ω_0} \, \ Bigr) \\ & = \, \, \ frac {A ^ 2} {2} \ frac {ω_0} {2π} \, \ Bigl (\, \ frac {2π} {ω_0} + \ frac {1} {2ω_0} \ , pecado (2ω_0 \ frac {2π} {ω_0} + 2θ) \, \ Bigr) \\ & = \, \, \ frac {A ^ 2} {2} \, \ Bigl (\, \ frac {ω_0} {2π} \ frac {2π} {ω_0} + \ frac {ω_0} {2π} \ frac {1} {2ω_0} \, sin (2 \ cdot2π + 2θ) \, \ Bigr) \\ & = \, \, \ frac {A ^ 2} {2} \, \ Bigl (\, 1+ \ frac {1} {4π} \, pecado (4π + 2θ) \, \ Bigr) \\ & = \, \, \ frac {A ^ 2} {2} \, \ Bigl (\, 1+ \ frac {1} {4π} \, ???? \, \ Bigr) \\ & = ?? \ end {align} $$ Mirando el pecado (4π + 2θ), sé que sin (4π) = 0 y eso habría dado la solución, pero tiene un término adicional, que es 2θ y el libro no dice nada adicional acerca de θ. Tal vez, podría haber cometido un error o dos en mi solución incompleta .

Pregunta 2:

Si me integro con respecto a ωt en lugar de solo t, ¿cómo justifico, explicar esta conversión? Además, ¿cuál es el punto de trabajar con respecto a ωt en lugar de solo t?

(Parece que de alguna manera t se multiplica por ω y también To se multiplica por. Por lo tanto, ωTo = 2π. Esa es mi mejor estimación, aunque no entiendo completamente por qué funcionaría si es una suposición correcta) . $$ P = \ frac {1} {T_o} \ int_0 ^ {T_o} [x (t)] ^ 2dt = \ frac {1} {2π} \ int_0 ^ {2π} (x (ωt)) ^ 2 \ , d (ωt) $$

    
pregunta DontAskTheEye

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Empezar desde:

\ $ \ frac {A ^ 2ω_0} {2π} \ int_0 ^ {\ frac {2π} {ω_0}} \ frac {1} 2 [1 + cos (2ω_0t + 2θ)] dt \ $

Extrae el 1/2 de la integral, obtienes

\ $ \ frac {A ^ 2ω_0} {2π} \ frac12 \ frac {2π} {ω_0} + \ frac {A ^ 2ω_0} {2π} \ int_0 ^ {\ frac {2π} {ω_0}} cos (2ω_0t + 2θ) \, dt \ $

El que está a la izquierda es \ $ \ frac {A ^ 2} {2} \ $ y el que está a la derecha es 0, ya que el cos está integrado durante un período completo. El error está en su tercera línea, porque esto:

\ $ sin (2ω_0t + 2θ) \ vert_0 ^ \ frac {2π} {ω_0} \ $

... se expande a:

\ $ sin (2ω_0 \ frac {2π} {ω_0} + 2θ) - sin (2θ) = sin (4π + 2θ) - sin (2θ) \ $

(olvidó uno de los dos) y \ $ sin (lo que sea + 4π) \ $ es igual a \ $ sin (lo que sea) \ $ ...

así que esta parte es cero y solo mantienes \ $ \ frac {A ^ 2} {2} \ $.

    
respondido por el peufeu
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Me parece que resolver este problema algebraicamente no tiene sentido: -

Entonces,sitieneunaformadeondasinusoidalocosenoconamplitudpicoA,elvalordelamediaalcuadradodeestaformadeondaes\$\dfrac{A^2}{2}\$.

¿Porquéhacerunmontóndematemáticasquepodríanhacerteperderlasimplicidaddesolopensarenelloyentenderlo?

Soloparaquelaspersonasdematemáticasseanatendidas,apartirdePruebasdeidentidadestrigonométricas(verWikipedia):-

Siajustaunaondasinusoidalocoseno,obtendráunniveldeCCconuncomponentede"doble frecuencia" superpuesto (según mi diagrama en la parte superior).

    
respondido por el Andy aka

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