El programa desarrollado resuelve la conexión de un generador (en el instante de tiempo t = 0) a una carga formada por una resistencia, una autoinducción y un condensador con distintas configuraciones de conexión.
El generador a conectar puede ser tanto de corriente continua como de corriente alterna.
Para su resolución se plantean las ecuaciones asociadas al fenómeno a analizar, ecuaciones que se representan a continuación para los distintos circuitos objeto de estudio y en las que en todos los casos se ha escogido como incógnita la asociada al elemento de almacenamiento de energía (autoinducción o condensador).
Una vez planteadas las ecuaciones se resuelven recurriendo a métodos numéricos mediante la utilización del método de resolución de ecuaciones diferenciales de Runge Kutta de cuarto orden.
En la gráfica se representa la tensión de la carga, la corriente de la autoinducción y la tensión del condensador.
Descarga el programa en http://www.aulamoisan.com/software-moisan/transitorios2
Obsérvese que la corriente es similar a la obtenida en el caso teórico. Se ha conectado una autoinducción con núcleo de aire. Si en vez de conectar esta autoinducción conectamos una con núcleo de hierro el resultado es diferente, y se muestra en la siguiente figura:
En este caso vemos también un periodo transitorio, pero la respuesta no coincide con el estudio teórico dado que estamos trabajando con un elemento no lineal (debido a la saturación). Esta forma de la corriente es la típica de la conexión de transformadores (inrush current).
También hemos preparado un montaje práctico para la determinación de la respuesta. En este caso analizamos la tensión en el condensador, que es donde se produce el periodo transitorio. El resultado práctico se muestra en la siguiente figura:
Si bien la respuesta práctica es similar a la analizada teoricamente, en este caso se observa una pequeña deformación de la onda de tensión debido a los armónicos de la tensión de alimentación que el condensador aumenta debido a que disminuye su impedancia.Para el estudio de los transitorios de primer orden en circuitos eléctricos podemos utilizar herramientas de simulación que nos permitan comprender los fenómenos asociados a los transitorios eléctricos. Para ello, en Aulamoisán se ha diseñado un simulador software.
El programa desarrollado resuelve la conexión de un generador (en el instante de tiempo t = 0) a una carga formada por una resistencia en serie con una autoinducción, o a una resistencia en serie con un condensador.
El generador a conectar puede ser tanto de corriente continua como de corriente alterna.
Para su resolución se plantean las ecuaciones asociadas al fenómeno a analizar, ecuaciones que se representan a continuación para los distintos circuitos objeto de estudio y en las que en todos los casos se ha escogido como incógnita la asociada al elemento de almacenamiento de energía (autoinducción o condensador).
Una vez planteadas las ecuaciones se resuelven recurriendo a métodos numéricos mediante la utilización del método de resolución de ecuaciones diferenciales de Runge Kutta de cuarto orden.
En la respuesta se caracterizará la constante de tiempo, la respuesta natural y la respuesta particular.
Descarga del programa en http://www.aulamoisan.com/software-moisan/transitorios
