Effectieve waarde enkelzijdig gelijkgerichte spanning

Gemeten bron 231,7VAC, Zonder diode, via 1:1trafo, 50Hz 175,2mAAC

gloeilamp 40W met diode in serie
Powermeter: GW-instec, ben modelnummer vergeten
AC stand 114 mA
DC stand 87 mA
AC+DC stand 143,6 mA

Brymen B869s
AC stand 114 mA
DC stand 87 mA
AC+DC stand 143,6 mA
AC stand 127,39V
DC stand 0V knippert, crest mode max 219,8 V, min -2,6V
AC+DC stand 164,50 V

Agilent U1252A
AC stand 113,3 mA
DC stand 92 mA
AC+DC stand 146,4 mA
AC stand 127,3 V
DC stand 104,1V
AC+DC stand 164,50 V

Keithley 7510
AC stand 112,7 mA
DC stand 92,4 mA
Ipp= 285mA, Iaverage= 70mA (103 standard dev)
Heeft AC + DC in de digitiser stand, opzetten te veel werk
AC stand 127,39 V
DC stand 103 V
Vaverage= 127,4, Vpp=226,38

CEM DT9989
AC stand 112,43 mA
DC stand 43 mA in 800mA stand, 90mA in 10A ingang
AC+DC stand 145,85 mA
AC stand 107,68 V
DC stand 3,5V
AC+DC stand 164,60 V

Scope: 250mApp, RMS/cycle= 129,16mA

Ik zie nergens wat ik fout citeer. Heb een beetje het idee dat maar de helft gelezen wordt van wat ik vraag of veronderstel, maar goed.
Ik denk dat ik het wel snap nu, ondanks de ietwat verschillende antwoorden.
Bedankt voor de reacties en fijn weekend allemaal!

Op 22 januari 2022 15:40:31 schreef Lucas91:
Ik zie nergens wat ik fout citeer. Heb een beetje het idee dat maar de helft gelezen wordt van wat ik veronderstel, maar goed.

das zeker, dat kunnen we niet lezen :-)

Op 22 januari 2022 15:40:31 schreef Lucas91:
Ik zie nergens wat ik fout citeer. Heb een beetje het idee dat maar de helft gelezen wordt van wat ik vraag
!

dat ook, veel vragen in een tekstblok waardoor het alle kanten opgaat, en ik concentreer me dan op het bovenste ..

intussen heeft Fred al zijn meters opgewarmd. Fred, wat is het opgegeven verbruik van de gloeilamp? of nog beter, welk vermogen verbruikt ze zonder diode?

Op 22 januari 2022 15:37:26 schreef fred101:
Gemeten bron 231,7VAC, Zonder diode, via 1:1trafo, 50Hz 175,2mAAC

gloeilamp met diode in serie
Powermeter: GW-instec, ben modelnummer vergeten
AC stand 114 mA
DC stand 87 mA
AC+DC stand 143,6 mA

Brymen B869s
AC stand 114 mA
DC stand 87 mA
AC+DC stand 143,6 mA
AC stand 127,39V
DC stand 0V knippert, crest mode max 219,8 V, min -2,6V
AC+DC stand 164,50 V

Agilent U1252A
AC stand 113,3 mA
DC stand 92 mA
AC+DC stand 146,4 mA
AC stand 127,3 V
DC stand 104,1V
AC+DC stand 164,50 V

Keithley 7510
AC stand 112,7 mA
DC stand 92,4 mA
Ipp= 285mA, Iaverage= 70mA (103 standard dev)
Heeft AC + DC in de digitiser stand, opzetten te veel werk
AC stand 127,39 V
DC stand 103 V
Vaverage= 127,4, Vpp=226,38

CEM DT9989
AC stand 112,43 mA
DC stand 43 mA in 800mA stand, 90mA in 10A ingang
AC+DC stand 145,85 mA
AC stand 107,68 V
DC stand 3,5V
AC+DC stand 164,60 V

Scope: 250mApp, RMS/cycle= 129,16mA

Leuk experiment!
Als ik het goed begrepen heb, en het nu een beetje snap. Dan moet dit gaan over een circa 50W gloeilamp?

Het is ook wel een beetje verwarrend allemaal. En uiteindelijk komt het allemaal neer op rekentruken om een pulserende stroom/spanning weer te geven in een enkel getal. Die dus nooit overeenkomt met de werkelijke waarde.

De 3.2 A is de "gemiddelde effectieve" waarde, doordat de feitelijke effectieve waarde van 6.4A tgv de diode gedurende de helft van de tijd wordt uitgeschakeld.

De 4.4A is de echte effectieve waarde. Dat is de waarde van een DC gelijkstroom die je door de weerstand moet sturen om hetzelfde vermogen te krijgen.

Allebei de getallen geven wel een indikatie, maar staan ook ver van wat er echt gebeurt.

PS:
Je kunt van hetzelfde signaal ook de topwaarde berekenen, of de gemiddelde waarde. Dat geeft ook weer andere getallen, maar ook dat verandert niks aan wat er echt gebeurt.

Je kunt ook zeggen dat de weerstand van de Senseo verandert. Want gezien vanuit de netspanning is die 35.2 Ohm van het element maar gedurende de helft van de tijd ingeschakeld. De andere helft van de tijd loopt er geen stroom en is de weerstand dus oneindig.

En het klopt wel dat het kwadraat van een sinus veel sneller stijgt dan de sinus zelf, maar dat komt doordat dat kwadraat de frequentie verdubbelt. Dus het vermogen in een weerstand op 50Hz AC fluctueert sinus-vormig met 100Hz. Het kwadraat levert ook een offset op zodat de hele sinus positief blijft, zolang spanning en stroom in fase zijn tenminste. Zoniet dan blijft het vermogen sinus-vormig op 100Hz, maar dan vermindert de offset zodat de curve op onderste pieken ook onder nul zakt. En ook de fase verschuift dan.

Ha, deKees, ik begin het te snappen denk ik.

Ik heb nog even een plot gemaakt voor 5V AC, 3A AC, 15W gemiddeld vermogen.

Het commando in gnuplot waar ik dit mee gemaakt heb is: 


plot [0:.04] 5*sqrt(2)* sin (314.15*x) title "5V effectief",  3*sqrt(2)* sin (314.15*x) title "3A effectief",  5*sqrt(2)* sin (314.15*x) *  3*sqrt(2)*
sin (314.15*x) title "instantane vermogen" , 15 title "gemiddelde vermogen"

Ik heb gewoon de eerste en tweede uitdrukking gecopieerd, en daartussen een "*" gezet om het vermogen te krijgen.

Probeer zelf ... 


set ylabel "Voltage/V, Current/A"
set y2label "power/W"
set y2tics
plot [0:.04] 5*sqrt(2)* sin (314.15*x) title "5V effectief",  3*sqrt(2)* sin (314.15*x) title "3A effectief",  5*sqrt(2)* sin (314.15*x) *  3*sqrt(2)*
sin (314.15*x) title "instantane vermogen" axes x1y2 , 15 title "gemiddelde vermogen" axes x1y2

of je die makkelijker vindt.

[Bericht gewijzigd door rew op (27%)]

om er zeker van te zijn of het een zuivere sinus is (ik weet wel, in tegenstelling tot GD dat het vermogen er sinusvormig uitziet, maar is het echt een sinus, of is die aan een kant wat meer uitgerokken was me niet duidelijk...

als het een 100% sinusvorm is, dan moet sin² om te zetten zijn in een goniometrische functie zonder het kwadraat teken erin, en deze middag zag ik dat niet zitten, maar nu wel en kijk sin² x = (1-cos2x)/2. Een eenvoudige goniometrische functie zonder kwadraat erin, op zich levert dat een zuivere sinusvorm , maar verschoven tegen over de nul lijn, uiteraard vermogen gaat bij een resistieve belasting niet negatief :-)

Zo zie je mooi waarom met de diode het vermogen halveert.

Wat me opviel was dat die lamp zichtbaar knippert. Als ik dan naar de grafiek kijk dan gaat zonder diode de lamp 100x per seconden aan. Hij piekt immers 2x, eerst positief en dan negatief.

Met 1 diode gaat hij 1x per periode aan, het blijft 50 Hz. Dat vond ik vreemd omdat wij 50Hz niet meer kunnen waarnemen, zelf 20Hz zien we nog vloeiend. Maar er over nadenkend is dat wel logisch, hij gaat steeds van helemaal uit naar max aan, dat uit duurt een halve periode waardoor hij waarschijnlijk nu helemaal donker kan worden (gloeit niet lang genoeg na). En daarna piekt hij max maar max is maar een heel kort stukje. En hoeveel is de vertraging om van donker en dus koeler naar max te gaan, zou die curve verschoven zijn in tijd ? Daarnaast lijkt een 50Hz gloeilamp niet te knipperen omdat hij geen tijd krijgt om echt uit te doven. Een LED zal helemaal uitgaan want die gloeit niet na.

We zouden nog een curve voor de licht opbrengst kunnen plotten en die dan met bv een led en een TL vergelijken. (gemeten met een fotocel aan een scoop) Ik denk dat daar een kleine fase verschuiving zal zijn.

de meesten onder ons kunnen die 50Hz flikker zien in dat experiment goed zien. dat kom vooral door de lange dode tijd. (10msec). Bij filmprojectie of televisie is het ook 48, 50 of 59,97 maar de dode tijd tijdens de "refresch" is veel korter, vandaar dat je daar het flikkeren niet of nauwelijks ziet.

Kris, Mijn reactie kwam door de bewering van Rew die ik verkeerd interpreteerde omdat ik de post maar diagonaal had gelezen

Je hebt volkomen gelijk. Stilaan begint het terug te dagen.

Helaas is mijn geheugen met ouder worden als een boek waar een aantal bladzijden zijn uitgescheurd, zeker voor zaken die je niet dagelijks nodig hebt.

Ik probeer int vervolg wat beter na te denken vooraleer ik wat post. Sorry.

Ha fred101,

Gisteren even moeten afhaken voor werkzaamheden, er zijn inmiddels mooie tekeningen gemaakt :)

Even voor @TS die aap uit de mouw daarmee doelde ik op de twee verschillende meetsystemen dan wordt het wel heel moeilijk,
die kan jij niet verwisselen !
Maar je kunt wel de kilo Watt urenmeter overslaan en je tafelmeter gebruiken in het experiment voor en na de diode......

Mijn opmerking naar @TS over de lichtsterkte, daarmee heb ik een bepaalde richting willen aangeven maar,
dat is in verdere reacties niet naar boven gekomen.
Het zou voor @TS nogal vreemd moeten overkomen dat de lamp op half vermogen net zo veel licht geeft het aan / uit gaan daargelaten.
Dat aan en uit ervaren wij als knipperen want 20 ms kunnen de meeste mensen al niet meer waarnemen wel het veranderen in intensiteit !

Je zou dan ook eerder verwachten dat het gemiddelde opgenomen vermogen gelijk is aan het gemiddelde afgegeven vermogen,
als ik uit ga van een verlies vrije diode :)

1.Het vermogen aan de uitgang D.C. wordt gegeven door;

Pdc = Vdc x Idc

2. Het vermogen aan de uitgang A.C. wordt gegeven door;

Pac = Vorms x Iorms

Hier uit ( en de door mij eerder geposte formules ) kan denk ik worden opgemaakt dat het vermogen aan zowel ingang als uitgang gelijk is.
Ik kan een voorbeeld gegeven als @TS dat interessant vindt......

Groet,
Henk.

Mijn opmerking naar @TS over de lichtsterkte, daarmee heb ik een bepaalde richting willen aangeven maar,
dat is in verdere reacties niet naar boven gekomen.
Het zou voor @TS nogal vreemd moeten overkomen dat de lamp op half vermogen net zo veel licht geeft het aan / uit gaan daargelaten.

Ik heb de lichtsterkte niet kunnen meten, maar het flikkerde hinderlijk en gaf nog bijzonder veel licht vergeleken met geen diode.

Ha Lucas91,

Ja in die richting wilde ik even een moment stil blijven staan :)
Het zou heel wenselijk zijn als een 100 Watt lamp op 50 Watt net zoveel licht opbrengst genereerd zijn we in een keer van een gedeelte klimaat problematiek af ;)
Ik zal een voorbeeld maken met een ideale diode en met een echte zeg een 1N5402 dat is een redelijk bekende !
Later meer.........

Groet,
Henk.

Die lamp geeft ook net zoveel licht, alleen is dat maar de helft van de tijd.

Ja en dat gedeelte zal ik nooit gaan snappen ben ik bang haha.

Aan de ene kant vind ik het logisch dat als het lampje 50% van de tijd brand het gemiddelde vermogen dus ook 50% van het totale vermogen is.

Maar er loopt ook maar 50% van de tijd spanning en stroom. Wordt dit gemiddelde dan ook 50% van het totaal?
Want een ½I x ½U = een kwart van het totale vermogen. En dat klopt niet.

En als je rekent met de effectieve spanning van 165V over dezelfde weerstand, dan kom ik op ongeveer 70% van de totale stroom.

Stel je hebt alleen een 8A zekering te beschikking. En ik heb een warmte element van 3600W, en ik zet er een diode voor, dan heb ik half vermogen. Dat weet ik nu wel zeker. Maar kom ik dan ook weg met 50% van de zekeringswaarde?
Ik snap namelijk nog steeds niet wat dit nou met de effectieve stroom doet. Is dit 50% van het totaal of toch 70%

70 % natuurlijk.
Immers, Ieff2R= P, en die P is gehalveerd. Bij dezelfde R moet Ieff2 dus ook gehalveerd zijn.
En dus moet Ieff nu 1/√2 van zijn oude waarde zijn; dat is ca. 70 %.

Op 23 januari 2022 18:19:06 schreef Lucas91:
Ja en dat gedeelte zal ik nooit gaan snappen ben ik bang haha.

Ik snap namelijk nog steeds niet wat dit nou met de effectieve stroom doet. Is dit 50% van het totaal of toch 70%

idd, dit stukje vraag heeft nog wat verheldering nodig. ergens hierboven schreef ik dat een 5 zekering voldoende was, dat was natuurlijk fout, want het is I²R die zekering voedt en tevens is de effectieve stroom niet 50% van de 100%

FET is me nu net voor, maar is idd ongeveer 70% waarmee je zekering moet rekening houden

Aha, bedankt! Dan snap ik het eindelijk.

Even voor de compleetheid, de gloeilamp is 40W (39,8W volgens de powermeter)

Leuk lijstje @Fred, dat vergat ik nog te zeggen.

Ik kan ook zeggen:

50 % natuurlijk.
Immers, Ieff * Veff = P, en die P is gehalveerd. Bij dezelfde V moet Ieff dus ook gehalveerd zijn.

De dissipatie in de zekering is nu de helft van wat die was in de oude situatie zonder diode. Klopt ook wel, want de stroom en dissipatie in de ene helft van de periode blijft hetzelfde, en in de andere helft valt die weg. Dus gemiddeld maar 50% dissipatie in de zekering.

Gezien vanuit het net is de weerstand veranderd doordat de diode de stroom gedurende de helft van de tijd blokkeert. De diode verandert dus ook de schijnbare weerstand van de zekering en daarmee de opwarming daarvan.

De 162V @ 4.4A blijven fictieve DC waarden die in het element hetzelde vermogen ontwikkelen, maar in de praktijk niet voorkomen. En in dit geval gaat die simplifikatie dus niet op.

PS, als je gaat meten zul je zien dat de Veff over de zekering ook verandert.

Op 26 januari 2022 16:07:39 schreef deKees:
Ik kan ook zeggen:

50 % natuurlijk.
Immers, Ieff * Veff = P, en die P is gehalveerd. Bij dezelfde V moet Ieff dus ook gehalveerd zijn.

.

bij een vaste weerstand kan bovenstaande uiteraard niet. je kan niet bij dezelfde spanning even de stroom halveren.. zonder dat de spanning evenredig mee daalt.

dus als P halveert zijn zowel U en I afgenomen met √2

Op 26 januari 2022 16:07:39 schreef deKees:

De 162V @ 4.4A blijven fictieve DC waarden die in het element hetzelde vermogen ontwikkelen, maar in de praktijk niet voorkomen. En in dit geval gaat die simplifikatie dus niet op.

het is de DC spanning en stroom die dezelfde warmte ontwikkeld.

de zekering krijgt dus niet te maken met de helft van de originele stroom maar met I : √2 , iets van een 70% van de stroom zonder diode.

Dat blijkt ook wel uit Fred zijn metingen.

Blijkbaar zat ik toch op een dwaalspoor.

Maar het is nu duidelijk: I / √2 resulteert in P / 2.

[Bericht gewijzigd door deKees op (93%)]