Unieke oplossing voor differentiaalvergelijking?

Moderators: dirkwb, Xilvo

Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 124

Unieke oplossing voor differentiaalvergelijking?

Hoi Allemaal,

Ik heb een elektrisch systeem, waarvan de weerstand langzaam toeneemt.

Ik doe de aanname dat
\(I(t)\)
lineair is. Waardoor ik dus, met
\(U(t)\)
ook lineair, redeneer dat
\(P(t)\sim t^2\)
.

Ik heb:
\(U(t)=ut+U_i\)
,

waar
\(u\)
constant is, want dat is de input van mijn systeem, dus ik bepaal dat.
\(R(t)=r(t)t+R_i\)
voor de weerstand met
\(r(t)\)
onbekend. Waaruit volgt:
\(I(t)=\frac{U(t)}{R(t)}\)
\(P(t)=\frac{U(t)^2}{R(t)}\)
Randvoorwaarden:
\(\frac{d^3P(t)}{dt^3}=0\)
, want
\(P(t)\sim t^2\)
afhankelijkheid. Deze laat ik uitschrijven (ik gebruik Maple) en dan heb ik een derde orde differentiaalvergelijking van
\(r(t)\)
.
\(\frac{d^2I(t)}{dt^2}=0\)
, want
\(I(t)\sim t\)
afhankelijkheid
\(P(t=0)=\frac{U_i^2}{R_i}\)
Er mist dus één randvoorwaarde. Ik ben hier nog wat dingetjes voor aan het proberen.

Nu ben ik eigenlijk opzoek naar een uitdrukking van
\(r(t)\)
. Hoe krijg ik dit voor elkaar?

Is er überhaupt een oplossing?

Niet genoeg info? Vraag het me.

Ik zou heel graag hulp hebben van mensen die even mee willen denken. Want ik wordt er moe van.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 4.094

Re: Unieke oplossing voor differentiaalvergelijking?

Ik begrijp je systeem niet goed genoeg. De weerstand neemt langzaam toe (maar hoe is onbekend), het voltage laat je lineair toenemen en je doet ook de aanname dat de stroom lineair is? Kun je dan niet zeggen
\(R(t) = \frac{U(t)}{I(t)} = \frac{ut + U_i}{it + I_i}\)
Hierbij is dan
\(I_i = \frac{U_i}{R_i}\)
Welke beide bekend zijn, toch?

Gebruikersavatar
Berichten: 124

Re: Unieke oplossing voor differentiaalvergelijking?

Met je uitdrukking voor
\(R(t)\)
is an sich niks mis, maar door dat je
\(r(t)\)
niet weet, weet je
\(i\)
ook niet.

Kun je hieruit een een t-afhankelijkheid van
\(R(t)\)
halen?

Let op, alleen voor
\(t=0\)
geld:
\(I(t=0)=\frac{U_i}{R_i}\)

Gebruikersavatar
Berichten: 124

Re: Unieke oplossing voor differentiaalvergelijking?

Niet langer relevant.

3e randvoorwaarde zou zijn geweest
\(\frac{dP(-\frac{b}{a})}{dt}=0\)
waarbij a en b uit
\(at^2+bt+c\)
Echter als
\(I(t)\)
lineair moet zijn dan MOET
\(R(t)\)
constant zijn..... en we stellen nu net dat dat niet zo is. Ergo: contradictie.

Werd niks, doodlopende weg. Ik heb iets anders gebeund waar ik nog best wel tevreden over ben.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 4.094

Re: Unieke oplossing voor differentiaalvergelijking?

Hoezo MOET
\(R(t)\)
constant zijn? In het voorbeeld hierboven is zowel het voltage als de stroom lineair, maar de weerstand niet constant.

Je hebt wel gelijk dat er geen unieke oplossing is. Voor elke waarde van
\(i\)
komt er een ander functievoorschrift voor
\(R(t)\)
uit. Misschien dat je daarom naar een extra randvoorwaarde op zoek was?

Merk op dat voor de keuze
\(i = \frac{u}{R_i}\)
de weerstand wel constant is. Dit kun je zelf eenvoudig nagaan.

Reageer