Problema 4 · Electricitat i Electrònica UAB Examen Parcial de Electricidad y Electrónica

Tema: Règim transitori de circuits de primer ordre (RC i RL) · Del examen Examen Parcial de Electricidad y Electrónica

Enunciado

Problema 4. Régimen transitorio RC de primer orden

En el circuito mostrado a continuación, se produce una conmutación en el instante t=0t = 0.

a.

Para t<0t < 0, determine la condición inicial de tensión en el condensador VC(0)V_C(0) en régimen permanente:

b.

Para t≥0t \ge 0, obtenga el equivalente de Thévenin visto por el condensador, la constante de tiempo τ\tau y la expresión temporal de la tensión VC(t)V_C(t):

c.

Represente gráficamente la respuesta temporal VC(t)V_C(t) indicando los valores característicos:

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Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a. Para t < 0, determine la condición inicial de tensión en el condensador Vc(0) en régimen permanente

Solución: 66 V

b. Tensión de Thévenin Vth vista por el condensador para t ≥ 0

Solución: 88 V

b. Resistencia de Thévenin Rth vista por el condensador para t ≥ 0

Solución: 22 kΩ / 20002000 Ω

b. Constante de tiempo τ

Solución: 22 ms / 0,0020{,}002 s

b. Expresión temporal de la tensión Vc(t) para t ≥ 0

Solución: 8−2e−500t8 - 2e^{-500t} V / 8−2e−t/0,0028 - 2e^{-t/0{,}002} V

c. Represente gráficamente la respuesta temporal Vc(t) indicando los valores característicos

Solución: La curva parte en t=0t = 0 con un valor de 6 V6\text{ V} y crece exponencialmente hacia su valor asintótico de 8 V8\text{ V}, alcanzando prácticamente el régimen permanente en 5τ=10 ms5\tau = 10\text{ ms}.

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