Estoy en mi último año de secundaria. Estamos estudiando circuitos RLC libres, pero no profundizamos demasiado en la teoría. Sabemos cómo derivar las ecuaciones diferenciales que rigen la carga, la corriente y el voltaje, pero no cómo resolverlas. También sabemos cómo se supone que deben verse las curvas.
En un circuito con un condensador cargado, una bobina y una resistencia conectadas en serie sin fuente, suponiendo que el circuito está subamortiguado:
es el voltaje en el capacitor que tiene capacitancia .
es el voltaje en la bobina que tiene inductancia y resistencia interna .
es el voltaje en la resistencia con resistencia .
es el actual y es la carga en el capacitor.
Nos enseñan que cuando es máximo o mínimo, . Esto es fácil de probar ya que . También se nos enseña que cada vez que es máximo o mínimo, . Esto se ve bien si miramos el gráfico. Pero encontré un razonamiento que conduce a una contradicción. ¿Alguien puede decirme qué tiene de malo?
Según la ley de Kirchoff,
Cualquier ayuda sería muy apreciada.
...cuando sea es máximo o mínimo, .
Es cierto en un circuito LC puro. No si hay resistencia óhmica.
La analogía mecánica con un oscilador armónico es útil. Si no está amortiguado, el máx. La velocidad (equivalente a la corriente máxima) ocurre cuando el resorte (equivalente al capacitor) está en su posición de equilibrio (ninguna fuerza es equivalente a ).
Pero si el oscilador está amortiguado, con una fuerza de arrastre (equivalente a la resistencia) proporcional a la velocidad, el max. la velocidad ocurre cuando la fuerza total sobre la masa es cero. Pero eso significa fuerza de resorte menos fuerza de arrastre.
Después de ese momento, la fuerza de arrastre es mayor y la velocidad comienza a disminuir. Cuando la fuerza del resorte es cero, la fuerza de arrastre ya está desacelerando la masa durante algún tiempo.
Oussema