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[Risolto] esercizio fisica 2

  

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Immagine 2025 07 14 173840

per il primo punto ho calcolato la carica come $$ q1=CV $$ dove V è uguale alla ddp ai capi di R3, per cui $$ V=R3i $$. Ho trovato la corrente i applicando la legge della maglie al maglia più "esterna" cioè quella che include il generatore e le tre resistenze pertanto $$ i=\frac{\varepsilon}{R1+R2+R3} $$.                                                                                    Per il secondo punto ho applicato la legge delle maglie alla maglia che comprende il condesatore e la resistenza R3 e ho trovato che $$ q\left(t\right)=q1e^{-\frac{t}{\tau}} $$ dove $$ \tau=R3C $$. Ponendo q(t) = 10^-6 ho trovato l'istante di tempo t* in cui si verificare questo valore di carica. I risultati che ho trovato sono q1 = 50 x 10^-6 C e t* = 98 x 10^-6 s

Autore

volevo sapere se il procedimento fosse corretto dato che non ho le soluzioni

@ttt

image

 

inizialmente : 

Vc = e*R3/((R1+R2+R3) = e/2 = 25 V

Q= C*V = 25*10^-6 Co 

 

dopo la commutazione : 

Req vista da C = (R1+R2)//R3 = 25//25 = 12,5 ohm 

Ƭ = Req*C = 12,5*1*10^-6 s 

Q' = 10^-6 = 12,5*10^-6*2,7182818*-k

0,08 = 2,7182818^-k

-k*ln e = ln 0,08

ln e = 1

k = -ln 0,08 = 2,526 = t/Ƭ

t = k*Ƭ = 2,526*12,5*10^-6 = 31,57 μs

 

1 Risposta



0
transitorioRCdaTTT

es1
1)
ic(0-)= 0 A

i3(0-) =-i1(0-) = f/(r1+r2+r3) = 1 A

vc(0-) = i3(0-)*r3 =1*25 = 25 V = f/2

q = q(0) = C*vc(0)=C*(r3*ic(0+)/2) = C*vc(0+) = 1*10^-6*50/2 = 25 μC

vc(0) = vc(0-) = vc(0+)  a causa dell'inerzia di C per la tensione

2)
thevenin ai capi di C

Eth = Vdeo = f*r3/(r1+r2+r3) = 50*25/50 = 25 V

rth = (r1+r2)//r3 = 25/2 = 12.5 ohm

tau = rth*C = 1*10^-6*12.5 = 12.5 μs

quindi la soluzione del transitorio della scarica di C...{vedi richiamo "transitorioRC eq1 diff" in fondo  dove è i' = -i = -dq/dt = ic(t) nella figura qui!!!}

ic(t) = ic(0+)*e^(-t/tau) = Eth/rth e^(-t/tau) = 25/12.5e^(-t/tau) = 2e^(-t/tau) A

vc(t) = ic(t)*rth = Eth *rth/rth*e^(-t/tau)= 25*e^(-t/tau)

per t =t* si ricava:

vc(t*)= q(t*)/C = 1*10^-6/10^-6 = 1 V = 25*e^(-t*/tau)

 

e^(-t*/(12.5*10^-6)) = 1/25 ---> -t*/(12.5*10^-6) = ln(1/25)

t* = -(12.5*10^-6)*ln(1/25) = 0.0000402359...= ≈0.0000402359 = ~ 40 μs

----------------------------------

2')
LKC al nodoD

per t>0

ic = -dq/dt = - Cdvc/dt = i1 + i3 ----> -Cdvc/dt = i1 + i3
LKV alla m1
i1*r1 + i1*r2 = vc ---> i1*25 = vc ---> i1 = vc/25
LKV alla m2
 i3r3 = vc ----> 25*i3= vc --> i3 = vc/25

quindi:

ic = -Cdvc/dt = 2vc/25= vc/rth -->

0 = dvc/dt + vc/tau

dvc/vc = - dt/tau ---> integrando indef.  --> ln(vc ) = -t/tau +k ---> vc(t) = e^(-t/tau)*e^k

e^k va determinato con la condizione iniziale...

vc(0) = f/2 ---> f/2= e^k ---> vc(t) = f/2* e^(-t/tau) =25*e^(-t/tau)

tau = rth*C = 12.5 micros

q(t) = C*vc(t) = C*f/2*e^(-t/tau) = q*e^(-t/tau)

q(t) = q*e^(-t/tau)

Cvc(t*) = q(t*) = C*25*e^(-t*/tau) = q*e^(-t*/tau) = 25 *10^-6*e^(-t*/tau) = 10^-6 ---> e^(-t*/tau)=1/25 --->t* =-tau*ln(1/25) = ≈0.0000402359 = ~ 40 μs

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soluzionediTTT
transitorioRCeq1 diff

............................................................................... 

...circuitoRL...

https://www.sosmatematica.it/forum/domande/esercizio-apertura-interruttore-e-induttanza/#post-20067



Risposta
SOS Matematica

4.6
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