mathcad - calculo de ejemplo 2

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Ejemplo 2.6, 3ra. ed. Rashid (3.3 2da. ed.) CIRCUITOS CON DIODOS Y CARGA RLC V s 220 V L 2 10 3 H C 0.05 10 6 F R 160 V 0 0 V si S se cierra en t=0 a) i(t) b) tiempo que conduce el diodo t1 c) esbozo de i(t) d) corriente instantanea para R: 50, 160 y 320 ohmios Soluciòn α R 2L α 4 10 4 rad/s a) factor de amortiguamiento frecuencia de resonancia ω 0 1 LC ω 0 1 10 5 rad/s solucion a funcion de la corriente, caso 3, raices complejas, circuito subamortiguado α ω 0 donde la frecuencia de resonancia amortiguada ω r ω 0 2 α 2 ω r 9.165 10 4 rad/s circuito subamortiguado y la corriente toma la forma it () e α t A 1 cos ω r t A 2 sin ω r t = en t1=0, it 0 = ( ) 0 = y da A 1 0 = Lo que resulta it () e α t A 2 sin ω r t = la derivada de i(t)

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  • Ejemplo 2.6, 3ra. ed. Rashid (3.3 2da. ed.)

    CIRCUITOS CON DIODOS Y CARGA RLC

    Vs 220 V

    L 2 10 3 H

    C 0.05 10 6 FR 160

    V0 0 V

    si S se cierra en t=0

    a) i(t)

    b) tiempo que conduce el diodo t1

    c) esbozo de i(t)d) corriente instantanea para R: 50, 160 y 320 ohmios

    Solucin

    R2 L 4 10

    4 rad/s a) factor de amortiguamiento

    frecuencia de resonancia 01

    L C 0 1 105 rad/s

    solucion a funcion de la corriente, caso 3, raices complejas, circuitosubamortiguado

    0donde la frecuencia de resonancia amortiguada

    r 02

    2 r 9.165 104 rad/s

    circuito subamortiguado y la corriente toma la forma

    i t( ) e t A1 cos r t A2 sin r t =en t1=0, i t 0=( ) 0= y da A1 0=

    Lo que resulta

    i t( ) e t A2 sin r t =la derivada de i(t)

  • di t( )dt

    A2 r e t cos r t A2 e t sin r t =t 0=

    di t( )dt

    A2 r= IVsL

    =

    A2Vsr L

    A2 1.2 A finalemnte la expression de la corriente en el circuito:

    t 0 0.0000001 0.001

    i t( ) A2 e t sin r t A

    i1 t( ) A2 e t A

    i2 t( ) sin r t A c) El esbozo de la corriente en el diodo

    0 2.5 10 5 5 10 5 7.5 10 5 1 10 41.5

    1

    0.5

    0

    0.5

    1

    1.5

    i t( )

    i1 t( )

    i2 t( )

    t

    b) tiempo de conducion del diodo

    si la velocidad de oscilacion de energia r 2 1T

    =

    en el semiperido onduce el diodo t1T2

    = r

    =

    t1

    r t1 34.28 10 6 s

  • d) Para otras resistencias R 50

    R2 L 1.25 10

    4 rad/s factor de amortiguamiento

    frecuencia de resonancia 01

    L C 0 1 105 rad/s

    solucion a funcion de la corriente, caso 3, raices complejas, circuitosubamortiguado

    0donde la frecuencia de resonancia amortiguada

    r 02

    2 r 9.922 104 rad/s

    circuito subamortiguado y la corriente toma la forma

    i t( ) e t A1 cos r t A2 sin r t =en t1=0, i t 0=( ) 0= y da A1 0=

    Lo que resulta

    i t( ) e t A2 sin r t =la derivada de i(t)

    di t( )dt

    A2 r e t cos r t A2 e t sin r t =t 0=

    di t( )dt

    A2 r= IVsL

    =

    A2Vsr L

    A2 1.109 A

    finalemnte la expression de la corriente en el circuito:

    t 0 0.0000001 0.001

    i t( ) A2 e t sin r t A

    i1 t( ) A2 e t A

    i2 t( ) sin r t A c) El esbozo de la corriente en el diodo

  • 0 2.5 10 5 5 10 5 7.5 10 5 1 10 41.5

    1

    0.5

    0

    0.5

    1

    1.5

    i t( )

    i1 t( )

    i2 t( )

    t

    b) tiempo de conducion del diodo

    si la velocidad de oscilacion de energia r 2 1T

    =

    en el semiperido onduce el diodo t1T2

    = r

    =

    t1

    r t1 31.66 10 6 s