RenzoDF ha scritto:Provo a rilanciare l'argomento ... sperando che
904 o qualche altro giovane studente raccolga l'invito.
904, dato che anche io sono un giovane (e aggiungerei anche affascinante, geniale e simpaticissimo

) studente, mi sento chiamato in causa. Ne approfitto per dire la mia.
Prima però una cosa
The duty cycle of a non-rectangular waveform, such as a sine or triangle wave, is defined as the fraction of the period the waveform spends above 0
Per "above 0" si intende "maggiore di 0"?
Io avevo capito che il duty cycle era definito come (periodo segnale diverso da 0)/(periodo segnale)...
Comunque veniamo a noi, premettendo che l'eleganza non è il mio forte.
RenzoDF ha scritto:qual è l'influenza di quei due generatori sulla quinta armonica della tensione vL ?
Per la linearità del circuito, il segnale

sarà dato dalla somma dell'effetto di is e dell'effetto di vs. In termini matematici
+T_v [v_s](t) v_L (t)=T_i [i_s](t)+T_v [v_s](t)](/forum/latexrender/pictures/0dc663cb20267d600a9ed1e28edc4313.png)
avendo indicato rispettivamente con

e

le trasformazioni che il circuito applica ai segnali

e

Tali segnali sono sviluppabili secondo Fourier, dunque indicando rispettivamente con

e

i coefficienti di Fourier dei segnali

e

, possiamo scrivere
![\begin{align} v_L (t)&=T_i \left[\frac{I_{a_0}}{2}+ \sum_{n=1}^{\infty} I_{a_n} \cos\left(2\pi \frac{2n}{T}t \right) + I_{b_n} \sin\left(2\pi \frac{2n}{T}t \right)\right] \\
&+T_v \left[\frac{V_{a_0}}{2}+\sum_{n=1}^{\infty} V_{a_n} \cos\left(2\pi \frac{n}{T}t \right) + V_{b_n} \sin\left(2\pi \frac{n}{T}t \right)\right] \\
&=T_i\left[\frac{I_{a_0}}{2}\right]+T_v\left[\frac{V_{a_0}}{2}\right]\\
&+\sum_{n=1}^{\infty}T_i\left[ I_{a_n} \cos\left(2\pi \frac{2n}{T}t \right) + I_{b_n} \sin\left(2\pi \frac{2n}{T}t \right)\right] \\
&+\sum_{n=1}^{\infty} T_v\left[V_{a_n}\cos\left(2\pi \frac{n}{T}t \right) + V_{b_n} \sin\left(2\pi \frac{n}{T}t \right)\right]\end{align} \begin{align} v_L (t)&=T_i \left[\frac{I_{a_0}}{2}+ \sum_{n=1}^{\infty} I_{a_n} \cos\left(2\pi \frac{2n}{T}t \right) + I_{b_n} \sin\left(2\pi \frac{2n}{T}t \right)\right] \\
&+T_v \left[\frac{V_{a_0}}{2}+\sum_{n=1}^{\infty} V_{a_n} \cos\left(2\pi \frac{n}{T}t \right) + V_{b_n} \sin\left(2\pi \frac{n}{T}t \right)\right] \\
&=T_i\left[\frac{I_{a_0}}{2}\right]+T_v\left[\frac{V_{a_0}}{2}\right]\\
&+\sum_{n=1}^{\infty}T_i\left[ I_{a_n} \cos\left(2\pi \frac{2n}{T}t \right) + I_{b_n} \sin\left(2\pi \frac{2n}{T}t \right)\right] \\
&+\sum_{n=1}^{\infty} T_v\left[V_{a_n}\cos\left(2\pi \frac{n}{T}t \right) + V_{b_n} \sin\left(2\pi \frac{n}{T}t \right)\right]\end{align}](/forum/latexrender/pictures/5c057d0f0372e2c2943c2b85fd8ed0df.png)
dove 2/T è la frequenza del segnale

e 1/T è la frequenza del segnale

e tra secondo e terzo membro si è applicato la linearità degli operatori

e

.
Ora, per il seguente
Teorema (della risposta in frequenza)
- Siano H(f) la risposta in frequenza di un sistema LTI e, rispettivamente, Si(t) e Su(t) i segnali di ingresso e uscita del precedente. 
visto che il circuito è anche tempo invariante, indicando rispettivamente con

e

le risposte in frequenza associate a

e

, si può scrivere che
![\begin{align} v_L (t) &=|H_i(0)|\frac{I_{a_0}}{2}+|H_v(0)|\frac{V_{a_0}}{2}\\
&+\sum_{n=1}^{\infty}T_i\left[ I_{a_n} \cos\left(2\pi \frac{2n}{T}t \right) + I_{b_n} \sin\left(2\pi \frac{2n}{T}t \right)\right] \\
&+\sum_{n=1}^{\infty} T_v\left[V_{a_n}\cos\left(2\pi \frac{n}{T}t \right) + V_{b_n} \sin\left(2\pi \frac{n}{T}t \right)\right]
\end{align} \begin{align} v_L (t) &=|H_i(0)|\frac{I_{a_0}}{2}+|H_v(0)|\frac{V_{a_0}}{2}\\
&+\sum_{n=1}^{\infty}T_i\left[ I_{a_n} \cos\left(2\pi \frac{2n}{T}t \right) + I_{b_n} \sin\left(2\pi \frac{2n}{T}t \right)\right] \\
&+\sum_{n=1}^{\infty} T_v\left[V_{a_n}\cos\left(2\pi \frac{n}{T}t \right) + V_{b_n} \sin\left(2\pi \frac{n}{T}t \right)\right]
\end{align}](/forum/latexrender/pictures/0d2238b486c453862415361c7da22012.png)
adesso osserviamo che la somma di due sinusoidi isofrequenziali è ancora una sinusoide di stessa frequenza e opportuna ampiezza e fase, dunque scriviamo
![\begin{align} v_L (t) &=|H_i(0)|\frac{I_{a_0}}{2}+|H_v(0)|\frac{V_{a_0}}{2}\\
&+\sum_{n=1}^{\infty}T_i\left[ A_{i_n} \cos\left(2\pi \frac{2n}{T}t +\varphi_{i_n}\right) \right] \\
&+\sum_{n=1}^{\infty} T_v\left[A_{v_n}\cos\left(2\pi \frac{n}{T}t \right+\varphi_{v_n})\right] \\
&=|H_i(0)|\frac{I_{a_0}}{2}+|H_v(0)|\frac{V_{a_0}}{2}\\
&+\sum_{n=1}^{\infty}\left|H_i\left(\frac{2n}{T}\right) \right| A_{i_n} \cos\left[2\pi \frac{2n}{T}t +\varphi_{i_n}+\angle H_i \left(\frac{2n}{T} \right)\right] \\
&+\sum_{n=1}^{\infty}\left|H_v\left(\frac{n}{T}\right) \right| A_{v_n}\cos\left[2\pi \frac{n}{T}t +\varphi_{v_n}+\angle H_v \left(\frac{n}{T} \right)\right] \\
\end{align} \begin{align} v_L (t) &=|H_i(0)|\frac{I_{a_0}}{2}+|H_v(0)|\frac{V_{a_0}}{2}\\
&+\sum_{n=1}^{\infty}T_i\left[ A_{i_n} \cos\left(2\pi \frac{2n}{T}t +\varphi_{i_n}\right) \right] \\
&+\sum_{n=1}^{\infty} T_v\left[A_{v_n}\cos\left(2\pi \frac{n}{T}t \right+\varphi_{v_n})\right] \\
&=|H_i(0)|\frac{I_{a_0}}{2}+|H_v(0)|\frac{V_{a_0}}{2}\\
&+\sum_{n=1}^{\infty}\left|H_i\left(\frac{2n}{T}\right) \right| A_{i_n} \cos\left[2\pi \frac{2n}{T}t +\varphi_{i_n}+\angle H_i \left(\frac{2n}{T} \right)\right] \\
&+\sum_{n=1}^{\infty}\left|H_v\left(\frac{n}{T}\right) \right| A_{v_n}\cos\left[2\pi \frac{n}{T}t +\varphi_{v_n}+\angle H_v \left(\frac{n}{T} \right)\right] \\
\end{align}](/forum/latexrender/pictures/1cd2be2c4063be3a41bd50d8e3bdb0a1.png)
sintetiziamo raccogliendo le varie costanti
![\begin{align} v_L (t)&=|H_i(0)|\frac{I_{a_0}}{2}+|H_v(0)|\frac{V_{a_0}}{2}\\
&+\sum_{n=1}^{\infty}K_{i_n} \cos\left[2\pi \frac{2n}{T}t + \alpha_{i_n} \right] \\
&+\sum_{n=1}^{\infty}K_{v_n} \cos\left[2\pi \frac{n}{T}t + \alpha_{v_n} \right] \\
\end{align} \begin{align} v_L (t)&=|H_i(0)|\frac{I_{a_0}}{2}+|H_v(0)|\frac{V_{a_0}}{2}\\
&+\sum_{n=1}^{\infty}K_{i_n} \cos\left[2\pi \frac{2n}{T}t + \alpha_{i_n} \right] \\
&+\sum_{n=1}^{\infty}K_{v_n} \cos\left[2\pi \frac{n}{T}t + \alpha_{v_n} \right] \\
\end{align}](/forum/latexrender/pictures/0f08067acc41f98d5c3c38f6cdd8db74.png)
adesso osserviamo che in generale vale

dunque possiamo scrivere
![\begin{align} v_L (t)&=|H_i(0)|\frac{I_{a_0}}{2}+|H_v(0)|\frac{V_{a_0}}{2}\\
&+\sum_{n=1}^{\infty}K_{i_n} \cos\left[2\pi \frac{2n}{T}t + \alpha_{i_n} \right] \\
&+\sum_{n=1}^{\infty}K_{v_{2n}} \cos\left[2\pi \frac{2n}{T}t + \alpha_{v_{2n}} \right] +\sum_{n=0}^{\infty}K_{v_{2n+1}} \cos\left[2\pi \frac{2n+1}{T}t + \alpha_{v_2n} \right]\\
&=|H_i(0)|\frac{I_{a_0}}{2}+|H_v(0)|\frac{V_{a_0}}{2}\\
&+\sum_{n=1}^{\infty}K_{i_n} \cos\left[2\pi \frac{2n}{T}t + \alpha_{i_n} \right] + K_{v_{2n}} \cos\left[2\pi \frac{2n}{T}t + \alpha_{v_{2n}} \right]\\
&+\sum_{n=0}^{\infty}K_{v_{2n+1}} \cos\left[2\pi \frac{2n+1}{T}t + \alpha_{v_{2n+1}} \right] \\
\end{align} \begin{align} v_L (t)&=|H_i(0)|\frac{I_{a_0}}{2}+|H_v(0)|\frac{V_{a_0}}{2}\\
&+\sum_{n=1}^{\infty}K_{i_n} \cos\left[2\pi \frac{2n}{T}t + \alpha_{i_n} \right] \\
&+\sum_{n=1}^{\infty}K_{v_{2n}} \cos\left[2\pi \frac{2n}{T}t + \alpha_{v_{2n}} \right] +\sum_{n=0}^{\infty}K_{v_{2n+1}} \cos\left[2\pi \frac{2n+1}{T}t + \alpha_{v_2n} \right]\\
&=|H_i(0)|\frac{I_{a_0}}{2}+|H_v(0)|\frac{V_{a_0}}{2}\\
&+\sum_{n=1}^{\infty}K_{i_n} \cos\left[2\pi \frac{2n}{T}t + \alpha_{i_n} \right] + K_{v_{2n}} \cos\left[2\pi \frac{2n}{T}t + \alpha_{v_{2n}} \right]\\
&+\sum_{n=0}^{\infty}K_{v_{2n+1}} \cos\left[2\pi \frac{2n+1}{T}t + \alpha_{v_{2n+1}} \right] \\
\end{align}](/forum/latexrender/pictures/a5afbcf8f1024d813635740a79619bd2.png)
ora, osservando che il secondo termine del secondo membro è dato dalla somma di due sinusoidi di stessa frequenza, scriviamo
![\begin{align}v_L (t)&=|H_i(0)|\frac{I_{a_0}}{2}+|H_v(0)|\frac{V_{a_0}}{2}\\
&+\sum_{n=1}^{\infty}C_n \cos\left[2\pi \frac{2n}{T}t + \beta_n \right] \\
&+\sum_{n=0}^{\infty}K_{v_{2n+1}} \cos\left[2\pi \frac{2n+1}{T}t + \alpha_{v_{2n+1}} \right] \\
\end{align} \begin{align}v_L (t)&=|H_i(0)|\frac{I_{a_0}}{2}+|H_v(0)|\frac{V_{a_0}}{2}\\
&+\sum_{n=1}^{\infty}C_n \cos\left[2\pi \frac{2n}{T}t + \beta_n \right] \\
&+\sum_{n=0}^{\infty}K_{v_{2n+1}} \cos\left[2\pi \frac{2n+1}{T}t + \alpha_{v_{2n+1}} \right] \\
\end{align}](/forum/latexrender/pictures/d09cc7be5b6e5ef49b43f957b5abb281.png)
quest'ultima espressione ci dice tutto quello che vogliamo sapere, dunque incominciamo a dare delle risposte.
RenzoDF ha scritto:i) quale frequenza fondamentale avrà detta tensione?
La frequenza fondamentale è 1/T, cioè quella del segnale

.
Questo fatto non è sorprendente in quanto il segnale

ha frequenza doppia rispetto

.
RenzoDF ha scritto:ii) che GIT e GIC siano entrambi responsabili della quinta armonica di vL?
La quinta armonica del segnale

risulta essere
![K_{v_5} \cos\left[2\pi \frac{5}{T}t + \alpha_{v_5} \right] K_{v_5} \cos\left[2\pi \frac{5}{T}t + \alpha_{v_5} \right]](/forum/latexrender/pictures/e662a39fc822de6e8d8e5f8918d2e99f.png)
le costanti

e

dipendono unicamente da

e

, quindi l'unico responsabile della quinta armonica è il GIT.
Anche in questo caso non si ha un risultato sorprendente, sempre per il fatto che il segnale

ha frequenza doppia rispetto

.
RenzoDF ha scritto:iii) in quel codice viene correttamente calcolata o c'è forse un gravissimo errore?
L'erroraccio dovrebbe essere quello di considerare la 5a armonica di

come somma di un termine dovuto alla 5a armonica di

e un altro dovuto alla quinta armonica di

.
La 5a armonica di

va a influire sulla 10a armonica di

, questo perché, come visto,

ha come frequenza fondamentale quella fondamenteale di

e il segnale

ha frequenza doppia rispetto a quella di

.