Gemengde schakeling condensatoren

Hallo allemaal,

Voor mijn examen labo elektriciteit/elektonica moeten we verschillende netwerken kunnen oplossen. Nu heb ik eentje uit de cursus die ik maar niet opgelost krijg. Kunnen jullie mij helpen?

Zelf heb ik toch al geprobeerd een en ander uit te zoeken.

C45 = (C4 . C5)/(C4 + C5) = 3.75µF

U3 = U1 + U2

Q4 = Q5 ==> C4 . U4 = C5 . U5

Q1 = Q2 ==> C1 . U1 = C2 . U2

C3 . U3 = C1 . U1 + C2 . U2

Q3 = Q1 + Q2

Dan dacht ik om Ut te delen door C45 om dan Q45 als uitkomst te krijgen, maar dat is denk ik niet juist aangezien deze nog in serie staat met de vervangcondensator van C123. Dus mijn uitkomst van Q45 zal hier dan volgens mij niet correct zijn.
Hopelijk kunnen jullie mij wat op weg helpen?

Alvast bedankt!

Nu is mijn vraag hoe ik hier mee verder moet.

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Je laat alleen een schema zien met een onbekende condensator. Maar wat is er nog meer gegeven, en wat wordt er gevraagd.
Kortom, laat eens de complete opgave zien.

Frederick E. Terman

Honourable Member

Alles is bekend behalve C2. C2 bepaalt hoe de spanning van 100 V verdeeld wordt over de linker- en rechterhelft van het schema.

Dus om C2 te bepalen, moet je die verdeling op de een of andere manier zien te achterhalen. In het schema staat verder niets dat je hierbij kan helpen, dus moet het ergens anders vandaan komen.

e: Kortom, wat ze hierboven zeggen. :)

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Shiptronic

Golden Member

Als dit werkelijk de opgave was, zou mijn antwoord zijn: alles wat je maar hebt liggen ;)

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.

Als het gewenste antwoord de waarde van C2 is moet de spanning over c2 bekend zijn of de waarde van de spanning op knooppunt C2, C3 en C4. Er mist dus een gegeven in deze opgave.

Tevens mis ik de vraag. Wat willen ze eigenlijk weten?

Op 22 augustus 2016 19:58:00 schreef kimcos:
Hallo allemaal,

Voor mijn examen labo elektriciteit/elektonica moeten we verschillende netwerken kunnen oplossen. Nu heb ik eentje uit de cursus die ik maar niet opgelost krijg. Kunnen jullie mij helpen?

En als je er nu eens denkbeeldig weerstanden van maakt, kom je er dan wel uit?

Als het nu kapot is, was het eerst heel! :)
Thevel

Golden Member

En als je er nu eens denkbeeldig weerstanden van maakt, kom je er dan wel uit?

Nee ook niet!

De opgave is om over C2 de spanning (U), de lading (Q) en de capaciteit (C) te berekenen.

Ik heb het ook eens geprobeerd met hetzelfde schema op te lossen door middel van weerstanden, maar helaas kom ik ook hier niet uit.

Dus in de opgave is niets gekend over C2. Het zou door middel van vergelijkingen op te stellen zijn dat het zou lukken.
De uitkomst is mogelijks 2.5µF zoals C3

Oja, even mezelf verbeteren.
In de opgave is dus niets gekend over C2.

Dit is de opgave:

Bereken de capaciteit van C2.

Ook even meegeven dat er over de andere condensators niets is gekend behalve hun capaciteit zoals je op het schema kan zien.

[Bericht gewijzigd door Henry S. op 24 augustus 2016 23:31:49 (50%)]

maartenbakker

Special Member

Er zullen in de opgave spanningen gegeven zijn, anders kom je er nooit uit.

www.deficientie.nl | www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Ik hoop het want ik kom er echt niet uit.
Deze oefening heb ik gekregen in mijn eerste zit. Ik weet niet juist meer of er een spanning extra was gegeven. Maar ik denk dat de opgave was zoals ze hier staat.

Verder dacht ik dat de spanning over C4 en C5 samen gelijk was aan 50V maar dat is natuurlijk verkeerd gedacht dus er zal waarschijnlijk wel nog iets extra zijn in de opgave dat ik over het hoofd zal gezien hebben en ben vergeten.

Alvast bedankt voor jullie hulp hé!

mel

Golden Member

De spanningsbron is wel getekend als gelijkspanning....

u=ir betekent niet :U bent ingenieur..
maartenbakker

Special Member

Als de spanning over C4 en C5 samen, 50V is dan weet je genoeg. De spanning over het samenstel van C1 t/m C3 is dan ook 50V.

Voor parallelschakeling geldt dat de totaalcapaciteit de som is van de waarden, voor serieschakeling is de formule wat onoverzichtelijker en vul ik C4 en C5 als voorbeeld in: 1/totaalcapaciteit = 1/C4 + 1/C5 = 1/10 + 1/6 = 3,75.

Dat had je dus goed uitgerekend. Daarmee weet je dus ook wat de capaciteit van het samenstel van C1 t/m C3 moet zijn, want je weet dat er ook 50V over staat (even ervan uitgaande dat dat inderdaad gegeven is).

Maar nu negeer ik even dat je ergens een Q hebt. Wat moet die betekenen? Ohja, natuurlijk, dat is omdat het om gelijkspanning gaat dus er loopt geen stroom.

@mel: dat zou m.i. niet uit moeten maken, gesteld dat het om ideale condensatoren gaat.

www.deficientie.nl | www.elba-elektro.nl | "The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Stel de condensator C2 is 1pF.
Stel de spanning Over C3 = 0V. Stel de spanning over C4 is 120V. Bereken de spanning over C5. Bereken de spanning over C2.

Stel de condensator C2 is 1F. Dan weer dezelfde vragen.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

hmm, ontbreekt er niet ergens een gegeven? ergens 1 spanning, 1 gemeenschappelijke condensator?

daarna kan je dat stukje met C1-C2-C3 als 1 onbekende laten. dan heb je namelijk serie van dat groepje met die andere.

[Bericht gewijzigd door fcapri op 23 augustus 2016 07:07:42 (73%)]

ik hou van werken ..., ik kan er uren naar kijken

Op 23 augustus 2016 01:52:06 schreef kimcos:
Maar ik denk dat de opgave was zoals ze hier staat.

Denken is niet genoeg, je moet het zeker weten.
Voorlopig is het vraagstuk onoplosbaar. Er ontbreken gegevens en de bron is gelijkspanning. Dan kan C2 van alles zijn.

Frederick E. Terman

Honourable Member

Er ontbreekt één gegeven. Als bijvoorbeeld ook maar één extra spanning gegeven zou zijn (maakt niet uit waar, uitgezonderd uiteraard de 100 V die we al kennen), zou het vraagstuk bepaald zijn.
Ook met één gegeven lading zou je er zijn.

Dat de voeding een gelijkspanning is, maakt niet uit. Het betekent alleen dat er geen stroom loopt. Er zijn wel ladingen (Q1...Q5).
Het betekent ook dat de condensatoren ideaal verondersteld moeten worden, maar dat is altijd zo in dit soort vragen, en maakt de zaak alleen maar gemakkelijker.

--
Je kunt natuurlijk ook C2 als variabele aannemen, en een formule voor elk van de spanningen en een voor elk van de ladingen opstellen.
Dat is niet eens moeilijker; het is tenslotte wat je ook doet als C2 wel bekend zou zijn.

Probeer anders eens alvast te beredeneren hoe alles zou uitkomen als:

  • C2 nul zou zijn
  • C2 oneindig zou zijn (een doorverbinding)
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Hallo Kimcos,

Als je bedenkt dat bij parallelschakeling van condensatoren de spanning gelijk is, maar de lading omgekeerd evenredig is met de grootte, en bij serieschakeling de lading gelijk is, maar de spanning varieert, kun je deze vraag oplossen.

C4 en C5 zijn bekend: vervangingscap.= 3,75uF. Tevens geldt dat de som van de spanningen over C3, C4en C5 totaal 100V is.

C1 en C2 laten we even buiten beschouwing. Dan kunnen we uit de verhouding van C3 en C4,5 de spanning berekenen over C4,5 en dus de spanning over C3.

Nu we de spanning over C3 weten, en de capaciteit bekend is, kunnen we de lading op C3 berekenen. Nu komen C1 en C2 ook weer in beeld. De spanning over C3 is ook de spanning over de serieschakeling van C1 en C2. De lading op de vervangingscap C1,2 is gelijk aan de lading op C3. Dat moet wel, want stel dat de lading verschillend was, dan zou de lading zich dusdanig gaan verdelen totdat er geen stroom meer loopt. Aangezien deze in serie staan is de lading op C1 dus de helft van de lading op C3 en C2 heeft ook de helft van de lading van C3.

Nu de lading van C1 en de cap. bekend is, kunnen we de spanning over C1 berekenen. Daaruit volgt dan ook de spanning over C2, want Uc1+Uc2=Uc3. Als de spanning over C2 bekend is en de lading ook dan kun je de capaciteit berekenen. Volgens mij zou de cap. van C2 1,67uF zijn. Succes en laat het ons weten wat de oplossing is.

Ga ik direct eens m'n werk van maken! Bedankt voor de vele reacties en de hulp!

Hey toeter,

Zou je even die berekening hiervan kunnen neerschrijven want ik begrijp deze stap niet goed. Uiteraard probeer ik het ook zelf te vinden.

C1 en C2 laten we even buiten beschouwing. Dan kunnen we uit de verhouding van C3 en C4,5 de spanning berekenen over C4,5 en dus de spanning over C3.

Dus je laat C1 en C2 even buiten beschouwing. Bereken je dan een vervangcapaciteit van C3 met C4,5? en zo dan de totale lading?

Hey toeter,

Ik heb de berekeningen helemaal eens uitgeschreven met jouw oplossing.
Deze klopt helemaal, maar ik begrijp niet hoe je die spanningen eerst hebt uitgerekend. Kan je dat eens uitleggen?
Mijn berekeneningen zal ik straks inscannen en posten.

[Bericht gewijzigd door Henry S. op 24 augustus 2016 23:32:56 (82%)]

Is het misschien de bedoeling dat je de gevraagde gegevens zoals de ladingen en spanningen niet uitrekent maar gewoon uitdrukt in C2?

Je geeft dus geen getal als antwoord maar een formule waarin C2 staat.

Frederick E. Terman

Honourable Member

Als je bedenkt dat bij parallelschakeling van condensatoren de spanning gelijk is, maar de lading omgekeerd evenredig is met de grootte

Pårdøn?! laten we dat maar juist niet bedenken.
De lading is uiteraard recht evenredig met de capaciteit. Waarom denk je dat het 'capaciteit' heet!

en bij serieschakeling de lading gelijk is, maar de spanning varieert

Zolang de capaciteiten niet veranderen, verandert de spanning ook niet. De spanningen zijn wel afhankelijk van de capaciteit - omgekeerd evenredig, zelfs. :)

--
Het idee dat je de schakeling kunt oplossen zonder een van de deelspanningen te kennen is absurd.
De spanningsverdeling hangt af van C2, en andersom.
1,67 uF is één mogelijkheid. Over C4,C5 staat dan 44,45 V.
Bij andere waarden voor C2 staan er andere spanningen. Logisch, lijkt me.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Maar dit alles hangt ook af van de initiele kwestie. De aanname die kennelijk iedereen zonder nadenken doet is dat alle condensatoren met nul lading zouden beginnen en dat er dan gedefinieerde dingen zouden gebeuren als je de ideale condensatoren op een ideale spanningsbron zou aansluiten. Volgens mij blaas je de niet-ideale draden naar de zevende hemel, tenzij die ook ideaal zijn....

Mijn aanname is dat C5 met 100V begint en de rest op nul. Gewoon omdat de spanning over C2 dan lekker makkelijk is uit te rekenen. En de waarde van C2 doet er niet toe.

Als de opgave geen randvoorwaarden specificeert ga ik tegendraadse randvoorwaarden verzinnen die net anders zijn dan wat misschien de bedoeling was. Dus: vraag is onvolledig zonder randvoorwaarden.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
Frederick E. Terman

Honourable Member

Ja, daar is het nu eenmaal een lesvraag voor. Als de condensatoren andere ladingen bevatten, zou dat er ook bij moeten staan.

Als er een vraag met een spoel is, gaan ze er immers óók van uit dat de stroom in de spoel voor het aansluiten nul is, en niet bijvoorbeeld twee ampère.

Overigens was de vraag oorspronkelijk natuurlijk niét onvolledig; er zijn naderhand gegevens weggelaten.

Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org

Hoi Kimcos,

Dat wil ik wel even doen voor je, maar vanavond niet meer. Ben de hele dag bezig geweest met van alles en nog wat. En dan is er KOFFIE.

Je hebt idd gelijk Frederik; de lading is evenredig met de capaciteit.

[Bericht gewijzigd door Henry S. op 24 augustus 2016 23:33:33 (20%)]

Dus is het eigenlijk niet uit te rekenen en ontbreekt er een gegeven?