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Transitorio del secondo ordine

MessaggioInviato: 27 apr 2021, 19:36
da smeligrana
Ciao, sto provando a risolvere il seguente circuito


Devo determinare la corrente che attraversa l'induttore.
A t=0 S_2 si apre e S_1 si chiude.
I dati:
J_1=20 A
J_2=10 A
R_1= 4 \Omega
R_2= 2 \Omega
L=1 mH
C=2 mF

Dopo aver guardato per un po il circuito mi sono convinto che per t<0 il valore di i_L=J_2= 10A

A questo punto per t> 0 ho scritto la LKC al nodo sopra l'induttore
i_L+i_{R2}=J_2
Sempre una LKC al nodo sotto l'induttore
C\frac{dV_C}{dt}+i_L=J_2
e una LKT alla maglia centrale
L\frac{di_L}{dt}-V_C-i_{R2}R_2=0

Dopo una serie di passaggi algebrici (sperando di non aver sbagliato) ottengo l'equazione differenziale
\frac{di_L^2}{dt^2}+\frac{I_L}{CL}=\frac{J_2-R_2}{CL}
l'equazione associata è \lambda^2+\frac{1}{LC}=0

da cui ricavo la i_{LO}=K_1\cos(707t)+K_2\sin(707t)
e la i_{LP}=8A

Fin qua vi sembra corretto?

Re: Transitorio del secondo ordine

MessaggioInviato: 27 apr 2021, 23:54
da gill90
C'è un po' di confusione:

smeligrana ha scritto:A t=0 S_2 si apre e S_1 si chiude.

Questo significa che inizialmente (per t<0) S_2 era chiuso (e si beccava tutta la corrente di J_2), quindi non è corretto dire che i_L=10A per t<0.
Giusto?

Re: Transitorio del secondo ordine

MessaggioInviato: 28 apr 2021, 7:35
da smeligrana
In regime stazionario (t<0) l'induttore si comporta come un CC, quindi J2 è in parallelo a 2 CC, non posso applicare la regola del partitore di corrente, come faccio a suddividere la corrente, banalmente diviso 2 ?

Re: Transitorio del secondo ordine

MessaggioInviato: 28 apr 2021, 16:24
da gill90
smeligrana ha scritto:come faccio a suddividere la corrente, banalmente diviso 2 ?

Matematicamente è indeterminato, nel senso che ci possono essere infinite soluzioni: applicando la formula del partitore tra 2 resistenze avresti ad esempio:

I_{R2}=I\frac{R_1}{R_1+R_2}

Ma se fai tendere entrambe le resistenze a zero ottieni una forma indeterminata \frac{0}{0}.
D'altronde questo equivale a dire che il passaggio di corrente in entrambi i rami non produce cadute di tensione, quindi le correnti possono distribuirsi come vogliono e la legge di Kirchhoff per la tensione rimarrebbe comunque verificata in quella maglia.

Dove hai trovato questo esercizio?

Re: Transitorio del secondo ordine

MessaggioInviato: 28 apr 2021, 17:19
da smeligrana
testo di esame dell'uni

Re: Transitorio del secondo ordine

MessaggioInviato: 28 apr 2021, 17:59
da IsidoroKZ
smeligrana ha scritto:In regime stazionario (t<0) l'induttore si comporta come un CC, quindi J2 è in parallelo a 2 CC, non posso applicare la regola del partitore di corrente, come faccio a suddividere la corrente, banalmente diviso 2 ?


A meno che il vostro prof vi abbia detto esplicitamente di fare così, non puoi farlo, non solo per motivi matematici ma anche fisici.

La corrente continua non esiste, ha sempre un inizio. Non so quando possa essere stato per il generatore J1, ma sicuramente dopo il Big Bang :D

Questo implica che la corrente che arriva sul parallelo fra un cortocircuito e una impedenza passi tutta per il cortocircuito, la tensione ai capi di L è nulla e quindi non l'induttanza non riesce a far passare nessuna corrente.

O| O| O| :D :D :D

Re: Transitorio del secondo ordine

MessaggioInviato: 28 apr 2021, 19:06
da RenzoDF
Per t > 0 , vista la presenza di due soli nodi effettivi, di KCL indipendenti ne puoi scrivere una sola da associare alla KVL ma non prima di avere specificato le convenzioni di verso assunte per correnti e tensioni.

Ti consiglio quindi di controllare i tuoi passaggi.

... in quell'equazione differenziale non ti sembra che ci sia qualcosa di strano? ;-)

... così come in quella tua soluzione.

Re: Transitorio del secondo ordine

MessaggioInviato: 28 apr 2021, 20:05
da smeligrana
La cosa che mi ha un po stupito e che nell'equazione differenziali manchi la parte con la derivata prima

Re: Transitorio del secondo ordine

MessaggioInviato: 28 apr 2021, 20:31
da RenzoDF
Già dal punto di vista dimensionale c'è qualcosa che non quadra, non credi?

Re: Transitorio del secondo ordine

MessaggioInviato: 28 apr 2021, 20:47
da smeligrana
Per t >0 il circuito dovrebbe essere cosi


Se non ho sbagliato il circuito, ci sono 3 nodi