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Circuito nel dominio del tempo

Circuiti, campi elettromagnetici e teoria delle linee di trasmissione e distribuzione dell’energia elettrica

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[1] Circuito nel dominio del tempo

Messaggioda Foto Utentecicciospi » 2 ott 2012, 23:07

Salve ragazzi, secondo voi questo esercizio è giusto?
Calcolare la \[{v_C}\left( t \right)\] per \[t > 0\]


\[\begin{array}{l}
{R_1} = {R_2} = 3\Omega ;\hspace{1cm}
C = \frac{1}{3}F ;\hspace{1cm}
L = \frac{3}{2}H ;\hspace{1cm}
{g_m} = \frac{1}{3}S \\\\
{v_{g1}}\left( t \right) = u\left( { - t} \right)V ;\hspace{1cm}
{v_{g2}}\left( t \right) = u\left( t \right)V
\end{array}\]


\[t < 0\]


\[\begin{array}{l}
{v_C}\left( {{0^ - }} \right) = {v_{g1}}\left( t \right)\\\\
{i_L}\left( {{0^ - }} \right) = \frac{{{v_{g1}}\left( t \right)}}{{{R_2}}}
\end{array}\]


\[t > 0\]


\[\frac{{{v_{g2}}\left( t \right)}}{{{R_2}}} = {i_C}\left( t \right) + {i_L}\left( t \right) + \frac{{{v_{g1}}\left( t \right)}}{{{R_1}}} + {g_m}{v_C}\left( t \right)\]

\[\frac{{{v_{g2}}\left( t \right)}}{{{R_2}}} = \frac{1}{L}\int\limits_0^t {{v_C}\left( t \right)} dt + C\frac{{d{v_C}\left( t \right)}}{{dt}} + \frac{{{v_C}\left( t \right)}}{{{R_1}}} + {g_m}{v_C}\left( t \right)\]

Derivo in modo da calcolare la soluzione generale:

\[C\frac{{{d^2}{v_C}\left( t \right)}}{{d{t^2}}} + \left( {\frac{1}{{{R_1}}} + {g_m}} \right)\frac{{d{v_C}\left( t \right)}}{{dt}} + \frac{1}{L}{v_C}\left( t \right) = 0\]

\[\frac{{{d^2}{v_C}\left( t \right)}}{{d{t^2}}} + \frac{1}{C}\left( {\frac{1}{{{R_1}}} + {g_m}} \right)\frac{{d{v_C}\left( t \right)}}{{dt}} + \frac{1}{{CL}}{v_C}\left( t \right) = 0\]

Cerco le radici basandomi sullo studio dell'equazione caratteristica:

\[\begin{array}{l}
{s^2} + 2s + 2 = 0\\
{s_1} =  - 1 - j\\
{s_2} =  - 1 + j
\end{array}\]

a questo punto scrivo la \[{v_C}\left( t \right)\]:
\[{v_C}\left( t \right) = {e^{ - t}}\left[ {{c_1}\sin \left( t \right) + {c_2}\cos \left( t \right)} \right] + {v_{{C_p}}}\left( t \right)\]

la soluzione particolare dovrebbe essere la seguente (spero di non sbagliarmi)

\[{v_{{C_p}}}\left( t \right) = \frac{{{v_{g2}}\left( t \right)}}{{{R_2}}} = \frac{1}{3} = 0.33V\]

derivo la \[{v_C}\left( t \right)\]

\[{{\dot v}_C}\left( t \right) = {e^{ - t}}\left[ {\sin \left( t \right)\left( { - {c_1} - {c_2}} \right) + \cos \left( t \right)\left( { - {c_2} - {c_1}} \right)} \right]\]

Adesso calcolo le condizioni iniziali:

\[\left\{ \begin{array}{l}
{v_C}\left( 0 \right) = {c_2}\\
{{\dot v}_C}\left( 0 \right) =  - {c_2} - {c_1}
\end{array} \right.\]

\[\left\{ \begin{array}{l}
{c_2} = 2\\
{c_2} - {c_1} = 2
\end{array} \right.\]

\[\left\{ \begin{array}{l}
{c_2} = 2\\
{c_1} = 0
\end{array} \right.\]

dulcis in fundo \[{v_C}\left( t \right)\]

% MathType!Translator!2!1!LaTeX.tdl!LaTeX 2.09 and later!
\[{v_C}\left( t \right) = {e^{ - t}}\left[ {2\cos \left( t \right)} \right] + 0.33V\]% MathType!End!2!1!

Spero di non aver fatto errori di calcolo, l'ho rifatto 3 volte, secondo voi quanti errori ho fatto?
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[2] Re: Circuito nel dominio del tempo

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 3 ott 2012, 9:09

cicciospi ha scritto:\[\begin{array}{l}
{v_C}\left( {{0^ - }} \right) = {v_{g1}}\left( t \right)\\\\
{i_L}\left( {{0^ - }} \right) = \frac{{{v_{g1}}\left( t \right)}}{{{R_2}}}
\end{array}\]

\[\frac{{{v_{g2}}\left( t \right)}}{{{R_2}}} = {i_C}\left( t \right) + {i_L}\left( t \right) + \frac{{{v_{g1}}\left( t \right)}}{{{R_1}}} + {g_m}{v_C}\left( t \right)\]

\[\frac{{{v_{g2}}\left( t \right)}}{{{R_2}}} = \frac{1}{L}\int\limits_0^t {{v_C}\left( t \right)} dt + C\frac{{d{v_C}\left( t \right)}}{{dt}} + \frac{{{v_C}\left( t \right)}}{{{R_1}}} + {g_m}{v_C}\left( t \right)\]

:roll:
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[3] Re: Circuito nel dominio del tempo

Messaggioda Foto Utentecicciospi » 3 ott 2012, 9:18

RenzoDF ha scritto: :roll:

Cosa ho sbagliato?
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[4] Re: Circuito nel dominio del tempo

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 3 ott 2012, 10:06

cicciospi ha scritto:...Cosa ho sbagliato?

Scusami per la schiettezza, ma invece di continuare a fare domande, non sarebbe forse più costruttivo cercare (auto)risposte?
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[5] Re: Circuito nel dominio del tempo

Messaggioda Foto Utentecicciospi » 3 ott 2012, 10:45

RenzoDF ha scritto:Scusami per la schiettezza, ma invece di continuare a fare domande, non sarebbe forse più costruttivo cercare (auto)risposte?


Scusami anche tu per la schiettezza, sto solo cercando aiuto, non ho obbligato nessuno, se qualcuno mi vuole aiutare ben venga, altrimenti niente, sto provando a capire un po' di elettrotecnica, e non penso abbia offeso nessuno.
Se ho offeso il tuo intelletto scusami, ma non sono e sicuramente non arriverò mai tuoi livelli... comunque ti ringrazio per l'aiuto e per il tempo dedicatomi.

Spero qualcun altro di buona volonta mi aiuti a capire dove sbaglio.
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[6] Re: Circuito nel dominio del tempo

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 3 ott 2012, 11:36

... non penso abbia offeso nessuno.

E chi si è offeso?

... se qualcuno mi vuole aiutare ben venga...

Pensavo di averlo fatto.

Intendo dire che se ti ho elencato 4 tue relazioni, di sicuro controllandole ti saresti accorto da solo che:

a) le prime due sono formalmente errate in quanto due valori istantanei non possono essere uguagliati a delle funzioni del tempo

b) nella terza, se non erro, nell'equazione di Kirchhoff al nodo, hai calcolato erroneamente qualche corrente e hai usato una vg1(t) non più attiva

c) nella quarta, c'è qualche strana sostituzione.

BTW direi che mi hai invece offeso con questa tua ultima risposta. :?
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[7] Re: Circuito nel dominio del tempo

Messaggioda Foto Utentecicciospi » 3 ott 2012, 12:39

RenzoDF ha scritto:BTW direi che mi hai invece offeso con questa tua ultima risposta. :?

non volevo offenderti, ma volevo solo dire che non sono un mago dell'elettrotecnica e sono qui per imparare, se sbaglio va bene, però non mi sembra giusto offendere... e non mi sembra neanche molto sensato dare giudizio negativo alla risposta, dato che sto cercando di imparare...
RenzoDF ha scritto:non sarebbe forse più costruttivo cercare (auto)risposte?

comunque, non me la prendo, cerco di capire dove ho sbagliato
RenzoDF ha scritto:le prime due sono formalmente errate in quanto due valori istantanei non possono essere uguagliati a delle funzioni del tempo

vorrei capire se sbaglio a interpretare il circuito...

\[\begin{array}{l}
 {v_C}\left( {{0^ - }} \right) = {V_{g1}} \\ 
 {i_L}\left( {{0^ - }} \right) = \frac{{{V_{g1}}}}{{{R_2}}} \\ 
 \end{array}\]

RenzoDF ha scritto:nella terza, se non erro, nell'equazione di Kirchhoff al nodo, hai calcolato erroneamente qualche corrente e hai usato una vg1(t) non più attiva

è stato un errore di copia e incolla, perché devo considerare \[\frac{{{v_{C}}\left( t \right)}}{{{R_1}}}\] o sbaglio?

\[\frac{{{v_{g2}}\left( t \right)}}{{{R_2}}} = {i_C}\left( t \right) + {i_L}\left( t \right) + \frac{{{v_C}\left( t \right)}}{{{R_1}}} + {g_m}{v_C}\left( t \right)\]

RenzoDF ha scritto:nella quarta, c'è qualche strana sostituzione.

\[\frac{{{v_{g2}}\left( t \right)}}{{{R_2}}} = \frac{1}{L}\int\limits_0^t {{v_C}\left( t \right)} dt + C\frac{{d{v_C}\left( t \right)}}{{dt}} + \frac{{{v_C}\left( t \right)}}{{{R_1}}} + {g_m}{v_C}\left( t \right)\]

perché dici che c'è qualche strana sostituzione?
ho scritto il modello matematico del condensatore, quello dell'induttore e poi ho solo ricopiato...
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[8] Re: Circuito nel dominio del tempo

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 4 ott 2012, 11:30

cicciospi ha scritto:...
\[\frac{{{v_{g2}}\left( t \right)}}{{{R_2}}} = {i_C}\left( t \right) + {i_L}\left( t \right) + \frac{{{v_C}\left( t \right)}}{{{R_1}}} + {g_m}{v_C}\left( t \right)\]

Visto che sembri convinto di questa relazione, ti chiedo, cosa rappresenta il rapporto a primo membro ?
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[9] Re: Circuito nel dominio del tempo

Messaggioda Foto Utentecicciospi » 4 ott 2012, 11:35

RenzoDF ha scritto:Visto che sembri convinto di questa relazione, ti chiedo, cosa rappresenta il rapporto a primo membro ?

La corrente che circola sul quel ramo?
ho circa 10 milioni di dubbi... :(
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[10] Re: Circuito nel dominio del tempo

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 4 ott 2012, 11:39

cicciospi ha scritto:... La corrente che circola sul quel ramo?

Direi proprio di no.

cicciospi ha scritto:...ho circa 10 milioni di dubbi... :(


Basta ricordare come si calcola la corrente sul bipolo resistore, ovvero la legge costitutiva dello stesso.

... saper risolvere le equazioni differenziali e non conoscere la legge di Ohm è un po' grave, non pensi? ;-)
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