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Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño Extensión Porlamar
        Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior
                       Cátedra: Análisis Numérico.
                    IV Semestre.        Sección: 1 “A”.




                                                  AUTORES:
                                   ARTURO A. ALFONZO
                                   ARNOLD MORENO
                                   ANDREA MALDONADO
                                   ERIKA ANTOLINEZ
Los circuitos RC.
 Una vez considerados individualmente los elementos
 pasivos: resistencia y condensador junto un elemento
 excitador (activo): fuente de tensión independiente, se
 podrá estudiar circuitos que contengan diversas
 combinaciones entre ellos. Estos circuitos se llaman RC,
 estos hallan continuamente aplicaciones en electrónica,
 comunicaciones y sistemas de control.

 Los circuitos RC se analizarán aplicando las leyes de
 Kirchoff, resultando ecuaciones diferenciales de primer
 orden. Así, a estos circuitos se le conoce de manera
 genérica como circuitos de primer orden.
Maneras de excitar un circuito RC.
 Existe dos maneras de excitar a un circuito RC:


 Mediante las condiciones iniciales de los elementos
 conocido como circuitos sin fuentes; la energía se
 almacena inicialmente en el condensador.

 Mediante fuentes independientes, que será caso de
 estudio para esta presentación.
Maneras de excitar un circuito RC.




   -Con fuente independiente.   -Circuito sin fuente, la energía
                                esta almacenada en el
                                condensador.
EJERCICIO #1.
 El interruptor del circuito de la Figura 1. Se cierra en
 t=0, teniendo entonces el condensador una carga , con
 la polaridad indicada. Obtener i y q para t>0 y
 representar gráficamente la variación de q.




            Figura #1                    Figura #2
Datos:




Para calcular   es necesario conocer la constante. Para calcular la constante
  es necesario buscar el valor de  , con el siguiente método.



    Determinamos primero:


Tomando la polaridad de la carga tal cual se muestran en la Figura #1
Invirtiendo la polaridad de la carga tal cual se muestran en la Figura #2



 Al resolver dicha operación, arroja dependiendo el caso los siguientes resultados:

-Tomando la polaridad de la carga tal cual se muestran en la Figura #1.


   -Invirtiendo la polaridad de la carga tal cual se muestran en la Figura #2.



   Luego de obtener el valor de     se procede a aplicar la Ecuación #1
   para así poder despejar

   Tomando la polaridad de la carga tal cual se muestran en la Figura #1.

                                                     Ecuación #1.
.

Se sustituyen los valores en la ecuación:



Se despeja        :


  En donde        es:



    Se sustituye el valor de



   Se despeja el valor de
-Invirtiendo la polaridad de la carga tal cual se muestran en la Figura #2.


Se sustituyen los valores en la ecuación:



 Se despeja



  donde



   Se sustituye el valor de


 Se sustituye el valor de R el cual suministra el enunciado del ejercicio:
Se despeja el valor de     obteniendo:




-(En ambos caso nuestra             arroja el mismo valor)

Seguidamente procedemos a sustituir en la siguiente fórmula para obtener
el valor de requerido para calcular



En donde se sustituye el valor de      y se evalúa la ecuación en cero es
decir se sustituye la t=0


   Al despejar
,




      Luego que se conoce el valor de la constante    se procede a calcular el
      valor de la
         ,


       Se sustituye en la formula los valores:




    -Tomando la polaridad de la carga tal cual se muestran en la Figura #1.



       Conocemos el valor de    ,   , y el valor de
Sustituyendo:




 Despejando la ecuación de la LTK



Sustituyendo:
Invirtiendo la polaridad de la carga tal cual se muestran en la Figura #2.


En este caso usaremos la formula de       basada en integral:




  Sustituyendo:




Al Integrar no queda la siguiente expresión:
                                                 t




                                                 0
Al resolver operaciones:
                                           t


                                           0


 Evaluamos la integral:



Luego de evaluar nos queda:




                  En ambos casos el resultado es el mismo
Por último calculamos la carga     con la siguiente formula:




Sustituyendo los valores:




Al resolver nos quedan ambos resultados representados en diferentes
unidades
EJERCICIO #2.
 EL interruptor del circuito de la Figura se cierra en la
 posición 1 en t=0 y permanece en dicha posición
 durante un tiempo igual a la constante de tiempo ,
 para luego pasar a la posición 2. Obtener la corriente
 para t > 0.
Datos:




Para calcular      es necesario conocer la constante.
Para calcular la constante es necesario buscar el valor de    , con el siguiente
método.

                                                      Puesto que el condensador se
Donde:
                                y                     encuentra originalmente
                                                      descargado.

      sustituyendo:

     Despejando       :
Seguidamente procedemos a sustituir en la siguiente fórmula para
obtener el valor de requerido para calcular :



 se evalúa la ecuación en 0 es decir se sustituye la t=0



  Al despejar       y resolver la ecuación nos queda que:


  Seguidamente se procede a calcular la        con la siguiente expresión:



     Sustituyendo        :




        Al despejar:
Se resuelven las operaciones necesarias y nos queda que:



Luego se procede a realizar los cálculos pero con el swiche en la 2da posición:



    En donde se sustituye el valor de t en la siguiente expresión :



    Al resolver el producto entre RC nos queda que :



    Sustituimos el valor de t por




    Al resolver nos queda:
El cual viene a representar nuestro      cuando:


Entonces para calcular nuestro      en cuando        se aplica
el mismo procedimiento, y se emplea esta formula:



Es necesario buscar en primer lugar el valor de


 Se despeja el valor de i(0)



   Se sustituyen los valores




   Al resolver nos queda que :
Sustituir en la siguiente fórmula para obtener el valor de
requerido para calcular :


En donde al se sustituye el valor de    y la se evalúa la ecuación en 0
es decir se sustituye la t=0



Al despejar     y resolver la ecuación nos queda que:


Luego se procedemos a buscar el valor de



  Se sustituye en la formula K
Por último buscamos:


Conocemos el valor de V pero no el de       Por ende los calculamos con:



  Se sustituye:




  Y ahora sustituyendo      si se calcula
Gracias…..

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Presentación circuitos rc lista

  • 1. Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño Extensión Porlamar Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior Cátedra: Análisis Numérico. IV Semestre. Sección: 1 “A”. AUTORES:  ARTURO A. ALFONZO  ARNOLD MORENO  ANDREA MALDONADO  ERIKA ANTOLINEZ
  • 2. Los circuitos RC.  Una vez considerados individualmente los elementos pasivos: resistencia y condensador junto un elemento excitador (activo): fuente de tensión independiente, se podrá estudiar circuitos que contengan diversas combinaciones entre ellos. Estos circuitos se llaman RC, estos hallan continuamente aplicaciones en electrónica, comunicaciones y sistemas de control.  Los circuitos RC se analizarán aplicando las leyes de Kirchoff, resultando ecuaciones diferenciales de primer orden. Así, a estos circuitos se le conoce de manera genérica como circuitos de primer orden.
  • 3. Maneras de excitar un circuito RC.  Existe dos maneras de excitar a un circuito RC:  Mediante las condiciones iniciales de los elementos conocido como circuitos sin fuentes; la energía se almacena inicialmente en el condensador.  Mediante fuentes independientes, que será caso de estudio para esta presentación.
  • 4. Maneras de excitar un circuito RC. -Con fuente independiente. -Circuito sin fuente, la energía esta almacenada en el condensador.
  • 5. EJERCICIO #1.  El interruptor del circuito de la Figura 1. Se cierra en t=0, teniendo entonces el condensador una carga , con la polaridad indicada. Obtener i y q para t>0 y representar gráficamente la variación de q. Figura #1 Figura #2
  • 6. Datos: Para calcular es necesario conocer la constante. Para calcular la constante es necesario buscar el valor de , con el siguiente método. Determinamos primero: Tomando la polaridad de la carga tal cual se muestran en la Figura #1
  • 7. Invirtiendo la polaridad de la carga tal cual se muestran en la Figura #2 Al resolver dicha operación, arroja dependiendo el caso los siguientes resultados: -Tomando la polaridad de la carga tal cual se muestran en la Figura #1. -Invirtiendo la polaridad de la carga tal cual se muestran en la Figura #2. Luego de obtener el valor de se procede a aplicar la Ecuación #1 para así poder despejar Tomando la polaridad de la carga tal cual se muestran en la Figura #1. Ecuación #1.
  • 8. . Se sustituyen los valores en la ecuación: Se despeja : En donde es: Se sustituye el valor de Se despeja el valor de
  • 9. -Invirtiendo la polaridad de la carga tal cual se muestran en la Figura #2. Se sustituyen los valores en la ecuación: Se despeja donde Se sustituye el valor de Se sustituye el valor de R el cual suministra el enunciado del ejercicio:
  • 10. Se despeja el valor de obteniendo: -(En ambos caso nuestra arroja el mismo valor) Seguidamente procedemos a sustituir en la siguiente fórmula para obtener el valor de requerido para calcular En donde se sustituye el valor de y se evalúa la ecuación en cero es decir se sustituye la t=0 Al despejar
  • 11. , Luego que se conoce el valor de la constante se procede a calcular el valor de la , Se sustituye en la formula los valores: -Tomando la polaridad de la carga tal cual se muestran en la Figura #1. Conocemos el valor de , , y el valor de
  • 12. Sustituyendo: Despejando la ecuación de la LTK Sustituyendo:
  • 13. Invirtiendo la polaridad de la carga tal cual se muestran en la Figura #2. En este caso usaremos la formula de basada en integral: Sustituyendo: Al Integrar no queda la siguiente expresión: t 0
  • 14. Al resolver operaciones: t 0 Evaluamos la integral: Luego de evaluar nos queda: En ambos casos el resultado es el mismo
  • 15. Por último calculamos la carga con la siguiente formula: Sustituyendo los valores: Al resolver nos quedan ambos resultados representados en diferentes unidades
  • 16. EJERCICIO #2.  EL interruptor del circuito de la Figura se cierra en la posición 1 en t=0 y permanece en dicha posición durante un tiempo igual a la constante de tiempo , para luego pasar a la posición 2. Obtener la corriente para t > 0.
  • 17. Datos: Para calcular es necesario conocer la constante. Para calcular la constante es necesario buscar el valor de , con el siguiente método. Puesto que el condensador se Donde: y encuentra originalmente descargado. sustituyendo: Despejando :
  • 18. Seguidamente procedemos a sustituir en la siguiente fórmula para obtener el valor de requerido para calcular : se evalúa la ecuación en 0 es decir se sustituye la t=0 Al despejar y resolver la ecuación nos queda que: Seguidamente se procede a calcular la con la siguiente expresión: Sustituyendo : Al despejar:
  • 19. Se resuelven las operaciones necesarias y nos queda que: Luego se procede a realizar los cálculos pero con el swiche en la 2da posición: En donde se sustituye el valor de t en la siguiente expresión : Al resolver el producto entre RC nos queda que : Sustituimos el valor de t por Al resolver nos queda:
  • 20. El cual viene a representar nuestro cuando: Entonces para calcular nuestro en cuando se aplica el mismo procedimiento, y se emplea esta formula: Es necesario buscar en primer lugar el valor de Se despeja el valor de i(0) Se sustituyen los valores Al resolver nos queda que :
  • 21. Sustituir en la siguiente fórmula para obtener el valor de requerido para calcular : En donde al se sustituye el valor de y la se evalúa la ecuación en 0 es decir se sustituye la t=0 Al despejar y resolver la ecuación nos queda que: Luego se procedemos a buscar el valor de Se sustituye en la formula K
  • 22. Por último buscamos: Conocemos el valor de V pero no el de Por ende los calculamos con: Se sustituye: Y ahora sustituyendo si se calcula