Condiciones iniciales del circuito de segundo orden

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Tengo problemas para entender la respuesta de este circuito, específicamente el voltaje a través del capacitor en mi tarea. La entrada de la fuente es una función de pasos unitarios, y no hay condiciones iniciales para el capacitor o inductor.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Primero lo convertí en un equivalente norton y usé el análisis de nodos para llegar a la ecuación diferencial.

$$ \ frac {d ^ 2} {dt} e_1 + \ frac {d} {dt} e_1 (\ frac {R_2} {L} + \ frac {1} {R_1C}) + e_1 (\ frac { 1} {LC} + \ frac {R_2} {CLR_1}) = \ frac {d} {dt} \ frac {R_2} {C} I_1 + \ frac {R_2} {LC} I_1 $$

Sé que la solución a esta ecuación toma la forma:

$$ e_1 (t) = Ae ^ {- \ alpha t} cos (\ omega_dt + \ phi) $$

Así que creo que mi siguiente paso es encontrar A y phi con las siguientes expresiones:

$$ e_1 (0) =? $$

$$ \ frac {d} {dt} e_1 (0) =? $$

Sin embargo, estoy un poco inseguro acerca de cómo exactamente hacer esto. Mi razonamiento sugiere que ambos son 0: en el momento en que la fuente cambia de 0v a 1v, el condensador es un cortocircuito y el inductor es un circuito abierto. Entonces, toda la corriente fluye a través del capacitor, y no hay caída de voltaje ya que la fuente de corriente está en cortocircuito, por lo que \ $ e_1 = 0 \ $ y \ $ e_1 '= 0 \ $. Sin embargo, esto significa que A y phi también son cero, por lo que es confuso para mí. ¿Puede alguien ayudarme a encontrar A y phi?

    
pregunta Plasma

3 respuestas

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En el instante de encendido, el capacitor es la impedancia dominante y, por lo tanto, el voltaje que lo atraviesa (e1) es cero, sin embargo, aumentará a una velocidad distinta de cero: -

Como puede ver, la tasa de voltaje de carga (dv / dt) es igual a I / C, donde I es la fuente de corriente en su circuito modificado (o V1 / R1 en su circuito original).

    
respondido por el Andy aka
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Si el condensador y el inductor tienen cero condiciones de energía inicial, entonces el voltaje a través del condensador Vc en t = 0 sería 0 V ya que el condensador está en cortocircuito. Tenga en cuenta que esto solo es cierto para condiciones de energía inicial cero.

Si no indica eso, entonces tendría que resolver las variables de continuidad (es decir, Vc e iL donde iL es la corriente a través del inductor) en t = 0. Luego de obtenerlos, resuelve el circuito para t > 0.

Aunque, ¿indica que el circuito está en estado estacionario de CC en t = 0-? Si es así, entonces debería ser útil para encontrar Vc (0). Si no, ¿hay alguna declaración con respecto al ckt o lo que nos dijo que es exactamente eso?

    
respondido por el user128233
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\ $ e_1 (0) = 0 \ $

\ $ \ frac {d} {dt} e_1 (0) = \ frac {V1} {R1C1} \ $ from \ $ \ frac {dV} {dt} = Ic / C \ $ y \ $ Ic = V1 / R1 \ $ después de t = 0

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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