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Esercizio di rete elettrica nel dominio del tempo

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

Moderatori: Foto Utenteg.schgor, Foto UtenteIsidoroKZ

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[21] Re: Esercizio di rete elettrica nel dominio del tempo

Messaggioda Foto Utenteabj79 » 24 ott 2014, 11:19

Ma siccome un bravo studente si vede perché se cambi una virgola lui comunque sa cosa fare perché ha capito.... vi prego, ho st'altro esercizio non so dove mettere le mani!!!!!!!!! ](*,)



Cominciamo:
\[\left\{\begin{matrix}i_{1}=i_{2} +i_{3} \\V_{c}=Ri_{3} \\0=L\frac{\partial i_{2}}{\partial t}-Ri_{3} \end{matrix}\right.\]
Per l'equazione costitutiva per il condensatore si ha:
\[i_{1}=C\frac{\partial V_{c}}{\partial t}\rightarrow \frac{i_{1}}{C}=\frac{\partial V_{c}}{\partial t}\]
e derivando la seconda ottengo:
\[\frac{\partial V_{c}}{\partial t}=R\frac{\partial i_{3}}{\partial t}\rightarrow -\frac{i_{1}}{C}=R\frac{\partial i_{3}}{\partial t}\]

ehm.... ecco la mia idea (ps: aiuto coi segni!!!!):
\frac{\partial V_{c}}{\partial t}=R\frac{\partial i_{3}}{\partial t}\rightarrow -\frac{i_{1}}{C}=R\frac{\partial i_{3}}{\partial t} \rightarrow (-\frac{i_{2}+i_{3}}{RC})=\frac{\partial i_{3}}{\partial t}+\frac{i_{3}}{RC}
la cui soluzione è:
\[i_{3}=i_{3}^{0}+i_{3}^{p}\]
con:
\[i_{3}^{0}=Ke^{\frac{t}{RC}}\]
e con:
\[i_{3}^{p}=i_{3}^{p1}+i_{3}^{p2}\]
per cui si è considerato la sovrapposizione degli effetti dei circuiti di scarica RC + RL:

e per i quali si ha:
\[\begin{matrix} i_{p1}=\frac{V}{R}e^{\frac{-t}{RC}} \\ i_{p2}=\frac{V}{R}e^{\frac{-Rt}{L}} \end{matrix}\]
da cui:
\[i_{3}^{p}=\frac{V}{R}e^{\frac{-t}{RC}}+\frac{V}{R}e^{\frac{-Rt}{L}}\] da cui:
\[i_{3}^{p}=2e^{-5208t}}+2e^{\frac{t}\]
quindi:
\[i_{3}=Ke^{-5208t}+ 2e^{-5208t} +2e^{-1200t}\]
Calcolo K:
per t=0-, cioè con T aperto, i3=0=K+2+2 ->k=-4. Allora:
\[i_{3}=-4e^{-5208t}+ 2e^{-5208t} +2e^{-1200t}\]


E' na cosa spaventosa????
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[22] Re: Esercizio di rete elettrica nel dominio del tempo

Messaggioda Foto Utenteg.schgor » 24 ott 2014, 12:32

Scusa, ma dov'è l'alimentazione un alternata del circuito?
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[23] Re: Esercizio di rete elettrica nel dominio del tempo

Messaggioda Foto Utenteabj79 » 24 ott 2014, 12:38

g.schgor ha scritto:Scusa, ma dov'è l'alimentazione un alternata del circuito?

Non ho capito, scusami.... l'esercizio è proprio così.
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[24] Re: Esercizio di rete elettrica nel dominio del tempo

Messaggioda Foto Utenteg.schgor » 24 ott 2014, 12:46

Nei dati è citato un f=50Hz, ma nello schema non c'è alcun generatore...
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[25] Re: Esercizio di rete elettrica nel dominio del tempo

Messaggioda Foto Utenteabj79 » 24 ott 2014, 13:00

g.schgor ha scritto:Nei dati è citato un f=50Hz, ma nello schema non c'è alcun generatore...

hai ragione: eppure ho ricontrollato il testo ed è così (potrebbe essere un refuso). Che ne pensi dello svolgimento? Può funzionare?
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[26] Re: Esercizio di rete elettrica nel dominio del tempo

Messaggioda Foto Utenteg.schgor » 24 ott 2014, 17:04

Se non vi è alimentazione in alternata (ma allora
che significa che è a regime per t<0, semplicemente
non circola alcuna corrente..), si riduce alla chiusura
di un condensatore carico sul parallelo di una resistenza
e di un'induttanza.
Ma sei sicuro di dover svolgere questi problemi col
solo calcolo differenziale? Mai sentito parlare di Laplace
(semplifica di molto le cose).
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[27] Re: Esercizio di rete elettrica nel dominio del tempo

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 24 ott 2014, 17:53

abj79 ha scritto:In generale quindi, quando si chiede una caratteristica di funzionamento a regime, ad esempio nell'esercizio si sarebbe potuto chiedere solo la VL del ramo induttivo a regime, conviene tralasciare del tutto il calcolo, seppur breve, della soluzione omogenea?

Proprio così, ma non è che "convenga tralasciarlo", è proprio errato considerarlo.

abj79 ha scritto:... E' ok?

Normalmente per quel calcolo non si scomodano le equazioni differenziali, ma si usa la sovrapposizione per via fasoriale, ovvero usando per esempio Thevenin, qualcosa del genere

2014-10-24_180810.gif

e quindi, ok per il tuo risultato. :ok:
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[28] Re: Esercizio di rete elettrica nel dominio del tempo

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 24 ott 2014, 18:02

abj79 ha scritto:Foto UtenteRenzoDF non è che puoi inviarmi il file di LTspice con l'esercizio salvato? ....

Certo, te lo allego

x EY.rar
File simulazione LTspice
(700 Byte) Scaricato 161 volte
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[29] Re: Esercizio di rete elettrica nel dominio del tempo

Messaggioda Foto UtenteRenzoDF » 24 ott 2014, 18:27

abj79 ha scritto:...Cominciamo:
\[\left\{\begin{matrix}i_{1}=i_{2} +i_{3} \\V_{c}=Ri_{3} \\0=L\frac{\partial i_{2}}{\partial t}-Ri_{3} \end{matrix}\right.\]

Ok

abj79 ha scritto:...Per l'equazione costitutiva per il condensatore si ha:
\[i_{1}=C\frac{\partial V_{c}}{\partial t}

Qui il segno è errato per l'equazione costitutiva del condensatore devi usare per la corrente la convenzione che la vede entrante nel morsetto scelto positivo per la tensione e quindi

\[-i_{1}=C\frac{\text{d}v_{c}}{\text{d}t}

Non puoi poi andare a separare la risoluzione nello studio separato delle due maglie C R e R L, devi lasciarle collegate in quanto interdipendenti e quindi per ottenere la i3 dovrai andare a scrivere un'equazione nella sola tensione v(t)=vL(t)=vC(t) per poi ottenere i3(t)=v(t)/R3.

Di conseguenza, a partire dalla KCL

-{{i}_{1}}+{{i}_{2}}+{{i}_{3}}=0

osservando che c'è una sola tensione

v={{v}_{C}}={{v}_{L}}

potremo scrivere la precedente KCL come

C\frac{\text{d}v}{\text{d}t}+{{i}_{L}}+\frac{v}{{{R}_{3}}}=0

ora, per toglierci dai piedi quella corrente basterà, o derivare, o ricordare che

{{i}_{L}}(t)={{i}_{L}}(0)+\frac{1}{L}\int\limits_{0}^{t}{v\,\text{d}t}

per ottenere infine un'equazione integro-differenziale nella sola v(t), ovvero

C\frac{\text{d}v}{\text{d}t}+{{i}_{L}}(0)+\frac{1}{L}\int\limits_{0}^{t}{v\,\text{d}t}+\frac{v}{{{R}_{3}}}=0

che, insieme alle condizione iniziali

\left\{ \begin{align}
  & v(0+)=v(0-)=24\,\text{V} \\ 
 & {{i}_{L}}(0+)={{i}_{L}}(0-)=0\,\text{A}\quad  \\ 
\end{align} \right.

ci porterà dritti dritti alla soluzione. ;-)
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[30] Re: Esercizio di rete elettrica nel dominio del tempo

Messaggioda Foto Utenteabj79 » 25 ott 2014, 19:35

\[\left\{\begin{matrix}i_{r}+i_{l}-i_{c}=0 \\ V_{c}=Ri_{r} \\ Ri_{r}=L\frac{\partial i_{l}}{\partial t} \end{matrix}\right.\]
l'eq. risolvente è:
\[\rightarrow C\frac{\partial V_{c}}{\partial t}+\frac{V_{c}}{R}+i_{l}=0\rightarrow \frac{\partial }{\partial t} \ \rightarrow \ \ C\frac{\partial^2 V_{c}}{\partial t^2}+\frac{\ 1 }{R}\frac{\partial V_{c}}{\partial t}+\frac{V_{c}}{L}=0 \ \rightarrow \frac{\partial^2 V_{c}}{\partial t^2}+\frac{\ 1 }{RC}\frac{\partial V_{c}}{\partial t}+\frac{V_{c}}{LC}=0
Risolvo:
\[V_{c}^{0}=K_{1}e^{\alpha_{1} t}+K_{2}e^{\alpha_{2} t}\] : è la soluzione dell'eq. omog. con:
\[\rightarrow \alpha _{1}=-3333 \ \ \ \alpha _{2}=-1875\]
Inoltre, per l'integrale particolare, che è del tipo:
\[V_{c}^{p}=V_{M}sin(314t-\varphi )\]
e che, sostituita nell'equazione risolvente, ci da:
\[\ -314 ^{2}V_{M}sin(314t-\varphi )+\frac{1}{RC}314V_{M}cos(314t-\varphi )+\frac{1}{RL}V_{M}sin(314t-\varphi )=0\]

mò? Vm si semplifica, l'equazione darebbe un phi=0.06, ma Vm??? Help!!!!
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