CircuitosPrimeiraOrdem CIR Parte2

674 palavras 3 páginas
Circuitos Elétricos
Circuitos de Primeira Ordem – Parte 2

Alessandro L. Koerich
Engenharia de Computação
Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR)

Introdução
• Quando uma fonte CC é aplicada abruptamente em um circuito RC, a fonte de tensão ou de corrente pode ser modelada como uma função degrau.

Introdução
• O circuito abaixo (Vs com chave) pode ser substituído pelo circuito com uma fonte com impulso (Vsu(t)).

• A resposta ao degrau de um circuito é o seu comportamento quando a excitação é a função degrau, que pode ser uma fonte de tensão ou corrente.

Circuito RC – Resposta ao Degrau


Escolhemos a tensão no capacitor com resposta

+
0 = 0 = 0



Aplicando a LCK, temos:
+

( )

= 0 ou

+

=

( )

onde v é a tensão sobre o capacitor. Para t > 0, temos:
+

=

Rearranjando os termos:


=−

Circuito RC – Resposta ao Degrau


Integrando ambos os lados e considerando as condições iniciais: ln •



− ln

0



=−

+0

ou

ln

Fazendo o exponencial de ambos os lados, temos:

0−

=

ou
=

+



0−

> 0 =

então
=

0

+

0



<0
>0

=−

Circuito RC – Resposta ao Degrau
<0
>0

0

=

+

0





Esta é a resposta completa (ou resposta total) do circuito RC à aplicação abrupta de uma fonte de tensão cc, assumindo que o capacitor está inicialmente carregado.



Se assumirmos que o capacitor está inicialmente descarregado, temos V0=0 e a resposta completa do circuito RC assumindo que o capacitor está inicialmente descarregado é:
=

0
(1 −



)

<0
>0

Circuito RC – Resposta ao Degrau


A corrente através do capacitor será:
=



=

ou
=

>0

Circuito RC – Resposta ao Degrau


Método sistemático para encontrar a resposta ao degrau para um circuito RC ou RL:
– Decompor a resposta em dois componentes
– Duas maneiras de fazer esta decomposição

Resposta Completa = Resposta Natural + Resposta Forçada
(energia armazenada)

(fonte independente)

ou
=

+

onde
=

0



e

=

(1 −



)

Circuito RC – Resposta ao Degrau
Resposta Completa =

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