Soru
Seri bir RLC elektrik devresinde R=1000Omega ,L=2H ve C=1mu F ve E(t)=1000(t-1)sint+1000(t+1)cost olarak verilmiştir. Gerektiginde q(0)=0vei(0)=0 ilk kosullarini kullaniniz. Devrenin DD üretiniz, q(t) için homojen ve ozel (particular) côzümleri bularak tam çõzümũ yaziniz.
Çözüm
4.7
(263 Oylar)
Necla
Kıdemli · 11 yıl öğretmeni
Uzman doğrulaması
Cevap
Devrenin dinamik denklemini bulmak için RLC devresinin genel denklemini kullanarak başlayalım:
Verilen değerleri yerine koyarak:
Bu denklemi çözmenin ilk adımı, homojen denklemin çözümlerini bulmaktır. Homojen denklemimiz:
Bu ikinci dereceden homojen denklemin karakteristik denklemini bulalım:
Karakteristik denkleminin köklerini bulmak için diskriminantı hesaplayalım:
Kökler:
Bu köklerin yaklaşık değerleri:
Bu nedenle homojen çözümlerimiz:
Şimdi özel çözümü bulmak için denklemin sağında bulunan ifadeyi kullanarak \( q_p(t) \) oluşturabiliriz. Denklemin sağında bulunan ifadeyi \( q_p(t) \) olarak kabul edelim:
Bu \( q_p(t) \) fonksiyonunu ve onun türevlerini hesaplayalım:
Bu türevleri kullanarak homojen çözümlerle denklemin sağında bulunan ifadeyi yerine koyarak \( q_p(t) \) fonksiyonunu bulabiliriz. Bu işlem biraz karmaşık olabilir, ancak genel olarak \( q_p(t) \) fonksiyonunu bulmak için bu yöntemi kullanabiliriz.Sonuç olarak, genel çözüm:
İlk koşullar \( q(0) = 0 \) ve \( \frac{dq(0)}{dt} = 0 \) kullanarak
ve
değerlerini bulabiliriz. Bu işlem genellikle numerik yöntemlerle veya daha ileri matematiksel analizlerle yapılabilir.