Usando KCL / KVL para derivar la ecuación diferencial de un circuito RLC mixto

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Tengo el siguiente circuito sinusoidal LTI, y estoy tratando de derivar su ecuación diferencial utilizando KCL y / o KVL. Necesito esto para derivar el Factor de Potencia en función de los componentes, para poder optimizarlo. Resolver las ecuaciones generalmente no es un problema.

Ya hice una pregunta similar hace un tiempo, pero lo que me confundió esta vez es que mi maestra dijo que debería terminar con dos ecuaciones, una dependiendo de C y la otra dependiendo de L, pero eso no es lo que Derivé.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Si estoy en lo correcto:

$$ i (t) = i_ {C1} + i_ {L1} + i_R $$ Con $$ i_R = i_ {L2} = i_ {C2} $$

$$ v (t) = v_ {C1} + v_ {L1} + v_ {R} + v_ {L2} + v_ {C2} $$

Pero si uso la i (t), y obtengo la ecuación diferencial, entonces encuentro la misma ecuación de un simple circuito RLC paralelo. Esto no parece correcto, y no encuentro las dos ecuaciones de las que hablaba mi profesor.

Puedo usar las identidades:

$$ v_b (t) = L_b \ frac {d i_b (t)} {dt}, i_b (t) = C_b \ frac {d v_b (t)} {dt}, v_b (t) = R_b i_b (t) $$ Con $$ i (t) = I_m \ cos (\ omega t + \ phi_i), v (t) = V_m \ cos (\ omega t + \ phi_v), \ phi = \ phi_u - \ phi_i, etc. $$

Soy un estudiante de matemáticas por cierto, así que desafortunadamente mi conocimiento de la teoría de circuitos es limitado.

    
pregunta user260710

1 respuesta

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Lo que se equivocó aquí son las leyes de Kirchhoff: si bien tiene razón con respecto a las leyes actuales, cometió un pequeño error en los voltajes: son equivalentes en cada cable paralelo, de modo que: $$ v (t) = v_ {C1} (t) = v_ {L1} (t) = v_R (t) + v_ {C2} (t) + v_ {L2} (t) $$ Tenga en cuenta que estas ecuaciones se dan sin tener en cuenta el signo y las convenciones. De esta manera debería llevarlo a la solución adecuada. Recuerde siempre: las leyes de Kirchhoff dicen que la suma de todos los voltajes en un bucle (red cerrada) es igual a cero, y que la suma de todas las corrientes en un nodo es igual a cero.

    
respondido por el Albits

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