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Circuito Primo Ordine Laplace

MessaggioInviato: 15 mar 2018, 12:14
da davicos
Salve a tutti,
circa questo esercizio: calcolare la tensione Vr(t), supponendo la rete scarica a t=0^-.

a(t) = 1 A per 0<t<5 secondi
a(t) = 0 A per t<0 e t>5 secondi







Non riesco proprio a capire da dove partire. Lo svolgimento ce l'ho ma non essendo commentato non riesco a capire la logica di tutto.
Anche disegnando il generatore a tratti non riesco a risolverlo. Qualche consiglio?
Grazie.

Re: Circuito Primo Ordine Laplace

MessaggioInviato: 15 mar 2018, 13:51
da Exodus
Il circuito contiene 2 elementi dinamici, il condensatore e l'induttore, per la sua soluzione richiede una equazione differenziale di secondo grado, quindi è un circuito del secondo ordine ;-)
Hai specificato Laplace nel titolo quindi immagino da risolvere secondo Laplace.
Puoi partire scrivendo l'equazione della tensione incognita .
Esempio:

\left ( \frac{2}{R} +sC+\frac{1}{sL}\right )v_{r}=\frac{1}{s}

Risolvi per v_r e antitrasformi.
Considera che senza valori dati io ho supposto 2 resistenze uguali quindi ho calcolato la R come parallelo

Re: Circuito Primo Ordine Laplace

MessaggioInviato: 15 mar 2018, 15:18
da davicos
Hai utilizzato Millman giusto? Per 0<t<5? E per il resto del dominio il generatore non c'è e quindi la Vr è nulla?

I dati sono R=1ohm, L/R=1 secondo, RC = 1 secondo.

Re: Circuito Primo Ordine Laplace

MessaggioInviato: 15 mar 2018, 15:38
da Exodus
davicos ha scritto:Hai utilizzato Millman giusto?

No, o almeno non in maniera consapevole ;-)
Ho semplicemente moltiplicato le ammettenze per la tensione incognita e le ho uguagliate alla corrente, termine noto.
Come risultato dovrebbe dare una oscillazione smorzata, in pratica una funzione sinusoidale modulata in ampiezza da un esponenziale con costante di tempo RC

davicos ha scritto:E per il resto del dominio il generatore non c'è e quindi la Vr è nulla?

Dipende dalla costante di tempo, se l'oscillazione si smorza prima di 5 secondi allora sarà nulla, altrimenti sarà da calcolare al solito modo,considerando le condizioni raggiunte fino al quel momento dall'induttore e dal condensatore.

Re: Circuito Primo Ordine Laplace

MessaggioInviato: 15 mar 2018, 15:47
da davicos
Risolvendo per v_r ottengo 1/(s+1)^2. Giusto?
Da qui antitrasformo ed ho finito?

Re: Circuito Primo Ordine Laplace

MessaggioInviato: 15 mar 2018, 15:57
da Exodus
davicos ha scritto:Risolvendo per v_r ottengo 1/(s+1)^2. Giusto?
Da qui antitrasformo ed ho finito?

:ok:
Una volta antitrasformato controlla che la tensione al tempo 5 secondi si sia estinta

Re: Circuito Primo Ordine Laplace

MessaggioInviato: 15 mar 2018, 16:17
da davicos
L'antitrasformata a me viene t * exp(-t).
Ma per t=5 non si annulla quindi presumo sia errata..

Re: Circuito Primo Ordine Laplace

MessaggioInviato: 15 mar 2018, 16:19
da Exodus
davicos ha scritto:L'antitrasformata a me viene t * exp(-t).
Ma per t=5 non si annulla quindi presumo sia errata..

NO, devi preumere che devi calcolarti le condizioni della corrente sull' induttore e la tensione sul condensatore al tempo 5 secondi e continuare con la seconda parte :-P

Re: Circuito Primo Ordine Laplace

MessaggioInviato: 15 mar 2018, 16:25
da davicos
Quindi quello che ho fatto finora è per 0<t<5?. La seconda parte sarebbe senza il generatore di corrente?
Non riesco a capire i passi da fare in quanto i generatori a tratti mi mandano in confusione. Di questi esercizi ne ho fatti molti con gli interruttori ed i generatori non erano a tratti. Si calcolano le condizioni iniziali degli elementi dinamici, tali elementi si sostituiscono con il generatore corrispondente (nel dominio di Laplace) e poi si risolve il circuito in base a quello che bisogna trovare.
In questo caso proprio non saprei come girarmi..

Re: Circuito Primo Ordine Laplace

MessaggioInviato: 15 mar 2018, 16:33
da Exodus
Devi spezzare il problema in 2 parti.
Prima parte con generatore di corrente fino a 5 secondi.
Seconda parte senza generatore di corrente e con condizionali iniziali sull'induttore al tempo 5 secondi:

i_{L}=\int_{0}^{5}te^{-t}dt

e sul condensatore sempre a 5 secondi:

v_{r}\left ( 5 \right )=5e^{-5}