Al analizar el comportamiento de un circuito LRC, me quedé atrapado en una aparente contradicción entre el diagrama vectorial del circuito y la ley de Kirchhoff para mallas .
Considere el circuito que se muestra a continuación y siga la descripción:
En su estado inicial, en t=0, el condensador está completamente cargado, por lo que su voltaje es igual al de la fuente de voltaje de CC (por ejemplo, 5 V). No fluye corriente, por lo que no hay caída de voltaje en la resistencia ni voltaje de inducción en la inductancia.
En t=1s , el voltaje de CC cambia a cero voltios. Esto da como resultado un circuito cerrado de L1, R1 y C1 sin fuente, por lo tanto, un circuito pasivo. Sin embargo, el circuito contiene energía eléctrica que se almacena en el campo eléctrico del condensador. Por lo tanto, un proceso transitorio comenzará en t=1s. Durante este proceso, el condensador se descarga y la resistencia disipa la energía en forma de calor hacia el medio ambiente. Al final del proceso, el capacitor se descargará y ya no fluirá corriente.
Ahora la pregunta: como muestra el siguiente diagrama vectorial, los voltajes en la inductancia, el capacitor y la resistencia no pueden sumar cero, excepto que cada uno de estos voltajes es cero en sí mismo. (UR es perpendicular tanto a UL como a UC). Pero de acuerdo con la ley de Kirchhoff para mallas, los voltajes deben sumar cero durante el proceso transitorio (malla cerrada de L, R, C). Así que tenemos una aparente contradicción aquí. ¿Cuál es la resolución de eso? (O: ¿Dónde está el error dentro de mi entendimiento?)
Sé que el diagrama vectorial no es exacto, porque lo que considero aquí es un proceso transitorio con amplitudes decrecientes, mientras que el diagrama vectorial representa un comportamiento estacionario con amplitudes constantes. Sin embargo, eso no debería marcar la diferencia, porque los ángulos de fase de los voltajes están representados correctamente, ¿no es así?
Sé que el diagrama vectorial no es exacto, porque lo que considero aquí es un proceso transitorio con amplitudes decrecientes, mientras que el diagrama vectorial representa un comportamiento estacionario con amplitudes constantes.
No solo inexacto sino erróneo.
Sin embargo, eso no debería marcar la diferencia, porque los ángulos de fase de los voltajes están representados correctamente, ¿no es así?
NO PUEDE usar un diagrama de fasores para esto: los diagramas de fasores están reservados para análisis de CA de estado estable (con una frecuencia de excitación constante). Por ejemplo, si aplica un nivel de CC de 12 voltios a través de un inductor, la corriente aumenta a una tasa de V/L: ¿dónde está el cambio de fase de 90 grados aquí? No, no utilice diagramas fasoriales para análisis de transitorios.
Andy alias
Knallbert