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Caos y desorden en el circuito de Chua
Fecha
2012-12Autor
Rangel Recio, Irma
Resumen
The Chua circuit is the simplest non-linear autonomous circuit that presents chaotic behavior; That is to say, it presents an extreme sensitivity to the change of the initial conditions. Under certain conditions the Chua circuit generates limit cycles and attractors, such as the so-called Chua and Rössler attractors. In this paper we study the degree of disorder and chaoticity of the different trajectories in the Chua circuit. For this, we calculate the entropy of Shannon and the exponents of Liapunov of the different trajectories. The entropy is calculated from the maps of Poincaré generated by the trajectories in a space defined ad hoc phase for the system under study. As a test, we determine the entropy as a function of the number of partitions in Poincaré maps. As expected, we conclude, based on the entropy and exponents of Liapunov, that the regime of the double actress is more disordered than the attractor of Rössler. Another of the issues we address is that of a mechanical equivalent for the Chua circuit proposed in [3], since any electric circuit has a mechanical equivalent. In addition we find the Hamiltonian function for the mechanical system, this applying the generalized Hamiltonian theory, since our systems in question consist of three coupled equations of first order. This generalization of the Hamiltonian does not place any restrictions on the number of equations that form the system. El circuito de Chua es el circuito no-lineal autónomo más simple que presenta comportamiento caótico; es decir, presenta una extrema sensibilidad al cambio de las condiciones iniciales. Bajo ciertas condiciones el circuito de Chua genera ciclos l ́ımite y atractores, tales como los llamados atractores de Chua y el de Rössler. En este trabajo se estudia el grado de desorden y caoticidad de las diferentes trayectorias en el circuito de Chua. Para ello, calculamos la entropía de Shannon y los exponentes de Liapunov de las diferentes trayectorias. La entropía la calculamos a partir de los mapas de Poincaré generados por las trayectorias en un espacio fase definidos ad hoc para el sistema en estudio. A manera de prueba, determinamos la entropía como función del número de particiones en los mapas de Poincaré. Como era de esperarse, concluimos, en base a la entropía y los exponentes de Liapunov, que el régimen del doble actractor es más desordenado que el atractor de Rössler. Otro de los temas que abordamos es el de un equivalente mecánico para el circuito de Chua propuesto en [3], pues cualquier circuito eléctrico tiene un equivalente mecánico. Además encontramos la función Hamiltoniana para el sistema mecánico, esto aplicando la teoría de Hamiltoniano generalizado, ya que nuestros sistemas en cuestión constan de tres ecuaciones acopladas de primer orden. Esta generalización del Hamiltoniano no pone restricción alguna sobre el número de ecuaciones que forman al sistema.