Aula LAPLACE Prof. Henrique Amorim - CE2
Laplace Fourier 1) Sinusoidal 2) Exponencial

Fourier é um caso especial de Laplace

Figura 1 — $f(x) = \cos(2x)$

Figura 1b — Transformada de Fourier de $\cos(2x)$: impulsos em $\omega = \pm 2$

Figura 3 — Pulso retangular $\mathrm{rect}(t)$: largura 1, altura 1, centrado em $t = 0$, de $-0{,}5$ a $0{,}5$

Figura 3b — Transformada de Fourier de $\mathrm{rect}(t)$: $X(j\omega) = \mathrm{sinc}(\omega) = \dfrac{\sin(\omega)}{\omega}$

Visualização interativa de $X(j\omega) = \dfrac{1}{(2-\omega^2) + 2\omega\,j}$

ω
ω = 1.00 Re = Im = |X(ω)| =

Números Reais — $|X(j\omega)|$ vs $\omega$

Plano Complexo

Gráfico de $y(t) = e^{-t}\sin(t)$ — a área colorida representa a integral $\int_0^{\infty} y(t)\,dt = \tfrac{1}{2}$

Visualização interativa de $X(s) = \dfrac{1}{1+(1+s)^2}$, com $s = \alpha + j\omega$

α
ω
s = Re = Im = |X(s)| =

$|X(s)|$ vs $\omega$ para $\alpha$ fixo

Plano Complexo — $X(s)$

Superfície $|X(s)|$ no plano $(\alpha,\,\omega)$ — altura limitada a 5

α

$x(t) = e^{-t}\sin(t) \cdot e^{-\alpha t} = e^{-(1+\alpha)t}\sin(t)$

α

Par Transformada de Laplace — domínio do tempo vs domínio de $s$

Domínio do Tempo
$$x(t) = e^{-t}\sin(t)\,u(t)$$
Laplace
Domínio de $s$
$$X(s) = \frac{1}{(s+1)^2 + 1}$$

válido para $\,\text{Re}(s) = \alpha > -1$ (Região de Convergência)

Plano $s = \alpha + j\omega$ — polos de $X(s)$ e Região de Convergência

Complexos conjugados

Efeito dos polos no comportamento de $x(t) = e^{-\alpha\, t}\sin(\omega\, t)$

Freq. oscilação  $\omega$
Freq. amortecimento  $\alpha$

Plano $s$ — localização dos polos

$x(t)$ no domínio do tempo

Reais e distintos

Polos em $s = \alpha_1$ e $s = \alpha_2$ — dois valores reais separados

Polo $\alpha_1$
Polo $\alpha_2$

Plano $s$ — polos no eixo real

$x(t)$ no domínio do tempo