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P 8.7-3 Find vc(t) for t > 0 for the circuit shown in
Figure P 8.7-3 when is =
[2 cos 2t] u(t) mA. |
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Figure
P 8.7-3 |
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Let’s consider a current
junction and write a sum of currents |
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Do a voltage walk around the
right loop and we can find the voltage across the 5 kΩ resistor. |
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The current in the 10 kΩ resistor is the current going
into the capacitor so |
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so |
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This is our forcing equation
so we “guess” a solution of |
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Taking derivative |
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Putting these into diff - eq |
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So comparing coefficients of
terms gives the two equations |
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From term |
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From term |
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This equation tells us |
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Use that in the first relation |
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So |
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And our equation for |
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Now we need to add in the
natural part |
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To find Rt deactivate current source |
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So Rt
is the two resistors in series, so |
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We find K by using the initial
condition that since |
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So if in the steady state
before t = 0, there is no current, there could not be any charge on the
capacitor, so |
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therefore |
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The final solution is |
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An alternative way of solving
this can be done by finding a Thevenin
equivalent circuit. |
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First do a source
transformation to simplify circuit and we get |
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We can now identify the Thevenin circuit as |
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Now we can do a voltage walk
around the circuit and we get |
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Again |
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Knowing |
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simplify |
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This is the same differential
equation we got above so we would from here follow the same solution and
again get |
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