1. El problema consiste en encontrar la corriente $I(t)$ en un circuito RLC serie con los siguientes datos:
- Resistencia $R = 1000\ \Omega$
- Inductancia $L = 100\ \text{mH} = 0.1\ \text{H}$
- Capacitancia $C = 500\ \mu\text{F} = 500 \times 10^{-6}\ \text{F}$
- Frecuencia angular $\omega = 1000\ \text{rad/s}$
- Fuente de voltaje $V(t) = 200\sin(\omega t + 150^\circ)$
2. La fórmula para la impedancia total $Z$ en un circuito RLC serie es:
$$Z = R + j\left(\omega L - \frac{1}{\omega C}\right)$$
3. Calculamos la reactancia inductiva $X_L$ y capacitiva $X_C$:
$$X_L = \omega L = 1000 \times 0.1 = 100\ \Omega$$
$$X_C = \frac{1}{\omega C} = \frac{1}{1000 \times 500 \times 10^{-6}} = 2\ \Omega$$
4. La impedancia total es:
$$Z = 1000 + j(100 - 2) = 1000 + j98\ \Omega$$
5. Calculamos la magnitud de $Z$:
$$|Z| = \sqrt{1000^2 + 98^2} = \sqrt{1000000 + 9604} = \sqrt{1009604} \approx 1004.8\ \Omega$$
6. Calculamos el ángulo de fase de $Z$:
$$\theta_Z = \tan^{-1}\left(\frac{98}{1000}\right) \approx 5.61^\circ$$
7. La corriente $I(t)$ tiene la forma:
$$I(t) = I_m \sin(\omega t + \phi)$$
Donde $I_m = \frac{V_m}{|Z|}$ y $\phi = 150^\circ - \theta_Z$ (restamos el ángulo de la impedancia porque la corriente se retrasa respecto al voltaje en un circuito inductivo).
8. Calculamos la amplitud de la corriente:
$$I_m = \frac{200}{1004.8} \approx 0.199\ \text{A}$$
9. Calculamos el ángulo de fase de la corriente:
$$\phi = 150^\circ - 5.61^\circ = 144.39^\circ$$
10. Finalmente, la expresión para la corriente es:
$$I(t) = 0.199 \sin(1000 t + 144.39^\circ)\ \text{A}$$
Esta es la corriente en función del tiempo para el circuito dado.
Corriente Rlc A79E3F
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