起動力と直列につないだ抵抗、コイル、コンデンサーを持っている回路で、
L=10H、R=1000Ω、C=1マイクロF E=1000V
をキルヒホッフの法則 L・(dI/dt)^2+R・dI/dt+I/C=0
を用いたときのIとQの値を教えてください。
自分でも以下のように解いてみましたが、正しいでしょうか。
I=20/√39e^(-50t)・sin50√39t
Q=1/1000-1/1000√39・e^(-50t)・{19sin50√39t + √39cos50√39t}
またIとQをexcelでどのようにグラフ化すればいいでしょうか。
(セルに 「=20*39^(-1/2)*EXP(-50*A2)*SIN(50*39^(1/2)*A2」 のように
入力すればいいですか。)
さらに共振周波数は1/2π√LCに当てはめて 50.33MHZ で正しいでしょうか。
計算が複雑で申し訳ないですが、部分的に回答していただいても
構いませんので宜しくお願いします。
A 回答 (6件)
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No.6
- 回答日時:
>直列の抵抗 - コイル - コンデンサに 1000V を印加していた状態で、1000V を切り離したときの応答ですかね。
あれ,問題設定にいろんな説が出てきました。
直列の抵抗-コイル-コンデンサが開放されていて,そこに
電圧1000Vの電源を接続した後の応答を求めるつもりで,#2は回答しています。
質問者さんも,#2も,
t→∞の最終状態では,コンデンサに1000Vかかって,1mCが溜まる,という答です。
電流振幅も諸説でてきましたね。
初期条件t=0のときQ=0,i=0なので電圧はすべてコイルにかかります。
Ldi/dt=Eより
di/dt[t=0]=1000V/10H=100A/sで増えるはずです。
i(t)=A*e^(λt)*sin(ωt)とおくと
di/dt=A*{λe^(λt)*sin(ωt)+ωe^(λt)cos(ωt)}
di/dt[t=0]=A*ω=100A/sより,
電流の振幅はA=100/{50√39}=2/√39のはずです。
No.3
- 回答日時:
解の形から憶測するに、直列の抵抗 - コイル - コンデンサに 1000V を印加していた状態で、1000V を切り離したときの応答ですかね。
どうやら、
10*(dQ/dt)^2 + 1000*(dQ/dt) + 1000000*Q = 0 …(1)
なる微分方程式を、初期条件
Q(0) = 1000*10^(-6) = 10^(-3)
i(0) = Q'(0) = 0
のもとに解いている模様。
(1) の解、
Q(t) = A*e^(rt) + B*e^(st)
r = λ+ jω = -50 + j50√39
s = λ- jω = -50 - j50√39
初期条件から、
A = 10^(-3)*λ/(2jω)
B = 10^(-3)*λ/(2jω)
が得られ、
Q(t) = 10^(-3)*e^(λt)*{cos(ωt) - (λ/ω)sin(ωt)}
またこれを微分して、
i(t) = Q'(t) = (50*38/√39)e^(λt)*sin(ωt)
になりそう。
excel でのグラフ化。
グラフ化したい t のステップ系列をセル列に入れておき、それに対応して Q(t), i(t) の演算式を他の列たちへ書き込む。(当たり前か…)
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