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UNIVERSIDA PÓLITECNICA SALESIANA Ingeniería Electrónica Ecuaciones Diferenciales Resolución de un circuito RLC  David Basantes Israel Campaña Vinicio Masabanda Juan Ordoñez
PROBLEMA 	Encuentre la carga al tiempo t=0.92s en el circuito LCR donde L=1.52H, R=3Ὠ, C=0.20f y E(t)=15sen (t) + 5eᶺ(t) V 	La carga y la corriente son nulas.
Procedimiento ,[object Object],	*L(d²q/dt²) + R(dq/dt) + 1/C(q)= E(t) ,[object Object],	1.51(d²q/dt²) + 3(dq/dt) + 1/0.20(q)= 15sen (t) + 5eᶺ(t)  ,[object Object],	1.51(d²q/dt²) + 3(dq/dt) + 1/0.20(q)= 0
[object Object],	1.51m² + 3m + 5 = 0 	Dónde:  a=1.51 ; b=3; c=5 ,[object Object],	α= -0.99 y β=1.52 	Y= eᶺ(αt) [A cos(βt) + B sen(βt)] qh= eᶺ(-0.99t) [A cos(1.52t) + B sen(1.52t)] ,[object Object],	q1= eᶺ (-0.99t) cos(1.52t) 	q2= eᶺ (-0.99t) sen(1.52t)
[object Object],	q1= eᶺ (-0.99t) cos(1.52t) 	q´1= -0.99eᶺ (-0.99t)*cos(1,52) – 1.52 eᶺ (-0.99t)* sen(1.52t) 	q2= eᶺ (-0.99t)* sen(1.52t) 	q´2= -0.99eᶺ (-0.99t) *sen(1.52t) + 1.52 eᶺ (-0.99t) *cos(1.52t)
[object Object], 	–[ eᶺ (-0.99t) sen(1.52t)][ -0.99eᶺ (-0.99t)cos(1,52) – 1.52 eᶺ (-0.99t) sen(1.52t)] 	W= eᶺ (-1.98t)[-0.99 cos(1.52t)* sen(1.52t) + 1.52cos²(1.52t)] - eᶺ (-1.98t) [-0.99 sen(1.52t)* cos(1.52t) - 1.52sen²(1.52t)] 	W= eᶺ (-1.98t){-0.99 cos(1.52t)* sen(1.52t) + 1.52cos²(1.52t) – {-0.99 sen(1.52t)* cos(1.52t)- 1.52sen²(1.52t)} 	W= eᶺ (-1.98t)(-0.99 cos(1.52t)* sen(1.52t) +  1.52cos²(1.52t) + 0.99 sen(1.52t)* cos(1.52t) + 1.52sen²(1.52t)} 	W= eᶺ (-1.98t)(1.52cos²(1.52t) + 1.52sen²(1.52t)) 	W= eᶺ (-1.98t)[ 1.52(cos²(1.52t) + sen²(1.52t)] 	W= eᶺ (-1.98t)*(1.52)
[object Object],	W1= 0 - [15sen (t) + 5eᶺ(t)][ eᶺ (-0.99t) sen(1.52t)] 	W1= -[ 15sen (t). eᶺ (-0.99t) sen(1.52t)) + (5eᶺ(t). eᶺ (-0.99t) sen(1.52t)] 	W1= -15 eᶺ (-0.99t).sen (t). sen(1.52t) - 5 eᶺ (0.01t) sen(1.52t) 	W1= - sen(1.52t) [15 eᶺ (-0.99t) sen (t) + 5 eᶺ (0.01t)]
W2= [ eᶺ (-0.99t) cos(1.52t)][ 15sen (t) + 5eᶺ(t)] – 0 W2= [(eᶺ (-0.99t) cos(1.52t)( 15sen (t)) + (eᶺ (-0.99t) cos(1.52t). 5eᶺ(t)] W2= [15 eᶺ (-0.99t) cos(1.52t). sen (t) + 5eᶺ(0.01t) cos(1.52t) W2= cos(1.52t).[ 15 eᶺ (-0.99t) sen (t) + 5eᶺ(0.01t)]
[object Object],	U´1= W1/W= (- sen(1.52t) [15 eᶺ (-0.99t) sen (t) + 5 eᶺ (0.01t)])/( eᶺ (-1.98t)*(1.52) 	U´1= - sen(1.52t)[9.87 eᶺ (0.99t) + 3.29 eᶺ (1.99t)] 	U´1= - sen(1.52t). 9.87 eᶺ (0.99t) - 3.29 eᶺ (1.99t). sen(1.52t) 	U1=ʃ -9.87 eᶺ (0.99t) sen(1.52t) - 3.29 eᶺ (1.99t). sen(1.52t) 	U1= -9.87ʃ eᶺ (0.99t). sen(1.52t) - 3.29ʃ eᶺ (1.99t). sen(1.52t) ʃ eᶺ(a)(u) senbu.du= eᶺ(a)(u)/(a²+b²).(a senbu – b cosbu) + C 	U1= -9.87[(eᶺ (0.99t)/(0.99)²+(1.52)²)* (0.99 sen(1.52t) – 1.52 cos(1.52t))] 	-3.29 [eᶺ (1.99t)/(1.99)²+(1.52)² (1.99 sen(1.52t) – 1.52 cos(1.52t))] 	U´2= W2/W = cos(1.52t).[ 15 eᶺ (-0.99t) sen (t) + 5eᶺ(0.01t)]/ ( eᶺ (-1.98t)*(1.52) 	U´2= cos(1.52t).[9.87 eᶺ (0.99t ) + 3.29 eᶺ (1.99t)] 	U´2= 9.87 eᶺ (0.99t ) cos(1.52t) + 3.29 eᶺ (1.99t) cos(1.52t) 	U2= ʃ 9.87 eᶺ (0.99t ) cos(1.52t) + 3.29 eᶺ (1.99t) cos(1.52t) 	U2= 9.87 ʃ eᶺ (0.99t ) cos(1.52t) + 3.29 ʃ eᶺ (1.99t) cos(1.52t) 	ʃ eᶺ(a)(u) cosbu.du= eᶺ(a)(u)/(a²+b²).(b senbu + b cosbu) + C 	U2= 9.87 [(eᶺ (0.99t)/(0.99)²+(1.52)²)* (1.52 sen(1.52t) + 0.99 cos(1.52t))] 	+ 3.29 [eᶺ (1.99t)/(1.99)²+(1.52)² (1.52 sen(1.52t) + 1.99 cos(1.52t))]
[object Object],	Y= Yh + Yp Yp= U1Y1 + U2Y2 Yh= eᶺ(-0.99t) [A cos(1.52t) + B sen(1.52t)]    Yp=-9.87[(eᶺ (0.99t)/(0.99)²+(1.52)²)* (0.99 sen(1.52t) – 1.52 cos(1.52t))] 	-3.29 [eᶺ (1.99t)/(1.99)²+(1.52)² (1.99 sen(1.52t) – 1.52 cos(1.52t))]     *    eᶺ (-0.99t) cos(1.52t) 	+  9.87 [(eᶺ (0.99t)/(0.99)²+(1.52)²)* (1.52 sen(1.52t) + 0.99 cos(1.52t))] 	+ 3.29 [eᶺ (1.99t)/(1.99)²+(1.52)² (1.52 sen(1.52t) + 1.99 cos(1.52t))]     *      eᶺ (-0.99t) sen(1.52t) 	  	Y= eᶺ(-0.99t) [A cos(1.52t) + B sen(1.52t)]+ =-9.87[(eᶺ (0.99t)/(0.99)²+(1.52)²)* (0.99 sen(1.52t) – 1.52 cos(1.52t))] 	-3.29 [eᶺ (1.99t)/(1.99)²+(1.52)² (1.99 sen(1.52t) – 1.52 cos(1.52t))]    *     eᶺ (-0.99t) cos(1.52t) 	+  9.87 [(eᶺ (0.99t)/(0.99)²+(1.52)²)* (1.52 sen(1.52t) + 0.99 cos(1.52t))] 	+ 3.29 [eᶺ (1.99t)/(1.99)²+(1.52)² (1.52 sen(1.52t) + 1.99 cos(1.52t))]      *     eᶺ (-0.99t) sen(1.52t)
Solucion del ejerecicio por medio de MATLAB ,[object Object],((15*sin(t))+(5*(e^(t)))-(A(1)/0.20)-(3*B(1)))/1.51
1. En matlab creamos un  nuevo documento M-file en donde ingresamos lo siguiente: function B=rlc(t,A) B=zeros(2,1); B(1)=A(2); B(2)= ((15*sin(t))+(5*(exp(t)))-(A(1)/0.20)-(3*B(1)))/1.51;
2. Ahora vamos a realizar las ordenes que necesitamos para obtener el dibujo del problema [t,A]=ode45('rlc', [-4 10], [-3 15]); 	q=A(:,1); 	i=A(:,2); 	plot(t,q); Title(‘q vs t') xlabel(‘t(s)') ylabel(‘q(c)')
[object Object],	El nombre "función", define una función que representa a una ecuación diferencial ordinaria, ODE45 proporciona los valores de la ecuación diferencial y'=g(x,y). 	Los valores "a" y "b" especifican los extremos del intervalo en el cual se desea evaluar a la función y=f(x). 	El valor inicial y = f(a) especifica el valor de la función en el extremo izquierdo del intervalo [a,b].
Grafico resultante

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Resolucion de una EDO de segundo grado aplicado a un circuito RLC

  • 1. UNIVERSIDA PÓLITECNICA SALESIANA Ingeniería Electrónica Ecuaciones Diferenciales Resolución de un circuito RLC David Basantes Israel Campaña Vinicio Masabanda Juan Ordoñez
  • 2. PROBLEMA Encuentre la carga al tiempo t=0.92s en el circuito LCR donde L=1.52H, R=3Ὠ, C=0.20f y E(t)=15sen (t) + 5eᶺ(t) V La carga y la corriente son nulas.
  • 3.
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  • 6.
  • 7.
  • 8. W2= [ eᶺ (-0.99t) cos(1.52t)][ 15sen (t) + 5eᶺ(t)] – 0 W2= [(eᶺ (-0.99t) cos(1.52t)( 15sen (t)) + (eᶺ (-0.99t) cos(1.52t). 5eᶺ(t)] W2= [15 eᶺ (-0.99t) cos(1.52t). sen (t) + 5eᶺ(0.01t) cos(1.52t) W2= cos(1.52t).[ 15 eᶺ (-0.99t) sen (t) + 5eᶺ(0.01t)]
  • 9.
  • 10.
  • 11.
  • 12. 1. En matlab creamos un nuevo documento M-file en donde ingresamos lo siguiente: function B=rlc(t,A) B=zeros(2,1); B(1)=A(2); B(2)= ((15*sin(t))+(5*(exp(t)))-(A(1)/0.20)-(3*B(1)))/1.51;
  • 13. 2. Ahora vamos a realizar las ordenes que necesitamos para obtener el dibujo del problema [t,A]=ode45('rlc', [-4 10], [-3 15]); q=A(:,1); i=A(:,2); plot(t,q); Title(‘q vs t') xlabel(‘t(s)') ylabel(‘q(c)')
  • 14.