Uma função de transferência é definida como a razão entre a transformada de Laplace da saída para a entrada com todas as condições iniciais iguais a zero. Realizando-se uma mudança nos sinais de pólos e zeros da função de transferência do sistema físico, é possível observar que a fase desse sistema em ω → 0:

Questão

Uma função de transferência é definida como a razão entre a transformada de Laplace da saída para a entrada com todas as condições iniciais iguais a zero. Realizando-se uma mudança nos sinais de pólos e zeros da função de transferência do sistema físico, é possível observar que a fase desse sistema em ω → 0:

Alternativas

Resposta certa

A) 180°

B) 90°

C) -90°

D) -180°

E) 0°

Explicação

A função de transferência é

G(s)=1100s+1s100−1.G(s)=\frac{1}{100}\frac{s+1}{\tfrac{s}{100}-1}.

Queremos a fase em ω→0\omega\to 0, isto é, para s=jωs=j\omega com ω\omega muito pequeno.

  1. Avaliando o numerador em s=jωs=j\omega:
(jω+1)→ω→01,(j\omega+1) \xrightarrow[\omega\to 0]{} 1,

que é um número real positivo, logo sua fase tende a 0∘0^\circ.

  1. Avaliando o denominador em s=jωs=j\omega:
(jω100−1)→ω→0−1,\left(\frac{j\omega}{100}-1\right) \xrightarrow[\omega\to 0]{} -1,

que é um número real negativo, logo sua fase tende a 180∘180^\circ (ou −180∘-180^\circ, dependendo da convenção, mas o valor principal usual é 180∘180^\circ).

  1. A fase de G(jω)G(j\omega) é a fase do numerador menos a fase do denominador (o ganho 1/1001/100 é real positivo e não altera a fase):
∠G(jω)→ω→00∘−180∘=−180∘.\angle G(j\omega) \xrightarrow[\omega\to 0]{} 0^\circ - 180^\circ = -180^\circ.

Como −180∘-180^\circ é equivalente a 180∘180^\circ (mesmo ângulo no diagrama fasorial, apenas muda a representação), e a alternativa disponível correspondente é 180∘180^\circ.

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