Wie berechnet man die Anfangsspannung in einem einfachen Stromkreis?

Ich kann die Regeln zur Berechnung der Anfangsspannung am Kondensator nicht finden C 1 . Ein Freund hat mir gesagt, dass ich rechnen kann C 1 den Maschenlinien folgen: Wenn ich das tue, werde ich stoßen R 3 Und R 1 oder R 2 Und L 1 . Also bin ich versucht zu sagen v C ( 0 − ) = | v R 1 | + | v R 3 | = | ICH A ∗ R 1 | + | ICH B ∗ R 3 | , ist das richtig? Wenn ja, was sind die Vorzeichen (+ oder -) von | v R 1 | Und | v R 2 | ?

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Die angegebenen Informationen sind die einzigen, die ich auf den Schaltplan geschrieben habe. Was ich berechnen muss ist v C ( 0 − ) (Ich habe fälschlicherweise geschrieben v L ).
Olins Kommentar, dass wir Ihnen nichts über die Anfangsbedingungen sagen können, wenn wir keine Informationen über das momentane Verhalten bei t = 0 erhalten, gilt immer noch. Möglicherweise besagt die Übung, dass sich die Schaltung bis t = 0 im stationären Zustand befindet und dann etwas passiert (z. B. eine Änderung des Stroms von I1). Das müssen wir wissen, um die Frage zu beantworten. Daher herabgestuft, weil diese Frage keine eindeutige Antwort hat.
Eigentlich bei einem T < 0 entsprechen I1 = 1, von T >= 0 , I1 wurde gleich 0. Können Sie mir jetzt helfen?
Die Frage ist jetzt beantwortbar. Sie suchen tatsächlich nach der stationären Spannung bei I1 = 1A. Ablehnung rückgängig gemacht.

Antworten (2)

Die Anfangsspannung über einem Kondensator und der Anfangsstrom durch eine Induktivität sind Zustandsvariablen, die angegeben werden müssen. Sie können sie nicht berechnen, weil sie von der Vorgeschichte abhängen. Per Definition sind "Anfangs"-Bedingungen, bevor es irgendeine Geschichte gibt. Sie müssen angegeben werden, um die Schaltung in Zukunft analysieren zu können.

Was möglich ist, ist, die stationären Bedingungen zu berechnen, nachdem sich alles beruhigt hat. Dies ist unabhängig von den Anfangsbedingungen in einer Schaltung mit allen passiven linearen Komponenten, wie Sie sie zeigen. Sie können bestimmen, wie hoch die Kondensatorspannung und der Induktorstrom letztendlich sein werden , ohne die Anfangsbedingungen kennen zu müssen. Das liegt daran, dass sich diese auf den gleichen Wert einpendeln, unabhängig davon, wo sie gestartet wurden.

Hinzugefügt

Nachdem Sie nun angegeben haben, dass die Stromquelle vor t = 0 für die gesamte Zeit 1 A beträgt, sind die "Anfangsbedingungen" (tatsächlich Bedingungen bei t = 0) der stationäre Zustand, wobei die Stromquelle 1 A erzeugt.

Dies ist leicht durch Inspektion zu lösen. Im stationären Zustand sind Kondensatoren offen und Induktivitäten kurzgeschlossen. Dadurch bleibt der Widerstand über der Stromquelle als R1 // (R2 + R3), was aus der Inspektion ersichtlich ist, 500 mΩ beträgt. Das bedeutet, dass die Stromquellenspannung 500 mV beträgt. An R1 werden 500 mA angelegt, was dem Zustand t = 0 von L1 entspricht. Wiederum aus der Inspektion ist es offensichtlich, dass das linke Ende von C1 bei 500 mV und das rechte Ende bei 250 mV liegt. Der Zustand t = 0 von C1 beträgt daher –250 mV.

Ich habe die Beschreibung meines Problems korrigiert. Was ich berechnen muss ist v C ( 0 − ) (Ich habe fälschlicherweise geschrieben v L ).
Olin, im Zusammenhang mit einer Simulation sind die "Anfangsbedingungen" per Konvention die stationären Bedingungen, bevor irgendein zeitveränderlicher Stimulus an die Schaltung angelegt wurde.

Im stationären Zustand ersetzen Sie alle Induktivitäten durch Kurzschlüsse und alle Kondensatoren durch offene Schaltkreise (vorausgesetzt, es liegt kein Wechselstrom an), sodass Sie 1 Ohm in der linken Hälfte und einen weiteren Ohm parallel dazu in der rechten Hälfte erhalten. Die Quelle wird mit 0,5 Ohm belastet, erzeugt also 0,5 Volt. Versuchen Sie, die Kondensatorspannung mit diesen Informationen selbst zu finden.

(Bitte überprüfen Sie den aktualisierten Schaltplan) - Ich nahm an, dass zwei aktuell sind ICH 1 , ICH 2 und beide laufen gegen den Uhrzeigersinn. Nach einer Mesh-Analyse habe ich gerechnet ICH 1 = − 3 / 4 A Und ICH 2 = 1 / 4 A . Jetzt kann ich rechnen v C ( 0 − ) = ICH 1 ∗ R 1 + ICH 2 ∗ R 2 , vorausgesetzt, dass R 3 hat oben ein '+' und R 1 hat unten ein '+'. Liege ich falsch?
Olin hat bereits die richtige Antwort gepostet, stimme ihm zu, wenn du es verstehst. Irgendetwas muss jedoch bei Ihrer Mesh-Analyse schief gelaufen sein. Sie sollten in beiden Hälften des unteren Teils 0,5 A erhalten, wobei die rechte Hälfte -0,5 A hat, wenn Sie gegen den Uhrzeigersinn rechnen.
Sie haben Recht, ich habe einige Fehler gemacht, jetzt stimmt meine Mesh-Analyse mit Ihrer überein. Vielen Dank.
Wie berechnet man die Anfangsspannung in einem einfachen Stromkreis?
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