Gelijkrichten 230V, stroom voor en na condensator.

Vast een hele domme vraag, maar ik kom er even niet uit.

Wanneer je 230V gelijk gaar richten met 4 diodes en een condensator, dan wordt de spanning op de condensator ongeveer 325VDC - de spanningsval van de 2 diodes, dus ongeveer 323,8VDC.

De condensator is heel groot, dus de rimpel is verwaarloosbaar.
Als ik nu een belasting van bijvoorbeeld 1A aansluit, dan trek ik dus een vermogen van 323,8W.

Maar aan de 230VAC kant zou dit dan 230W zijn.

Ik ben op de hoogte van de wet van behoud van energie, dus ik weet dat dit niet kan.

Dus blijkbaar is de stroom aan de 230VAC kant kleiner dan 1A? Wat gebeurd er precies?

Je 1 A last zou op 230 V inderdaad 230 W zijn, maar je hebt de 1 A last op 323,8 V aangesloten, dus neemt ‘ie 323,8 W op.

Die 323,8 W komt niet uit het niets, de stroom die je gelijkrichter in gaat is dus gróter dan 1 A.

Je vergeet de verliezen in trafo en gelijkrichter.
Zonder teveel rekenen zeg ik stel je verbruikt secundair 323,8W en je verliest 10% aan vermogen, dan moet je primair 360W verstoken.
Deel dat door 230V en je ziet dat de primaire stroom groter is dan de veronderstelde 1A.

Voor zulke hoge stromen en verwaarloosbare reactantie heb je een onhandig grote condensator nodig.

Je vergeet de verliezen in trafo en gelijkrichter.

Trafo? Welke trafo?

De piekstroom door de diodes wordt bepaald door de condensatoren en kan (zeker bij het inschakelen) ENORM zijn (denk aan 100 à 200A) omdat die alleen beperkt wordt door de inwendige weerstand van de bekabeling, de dynamische weerstand van de dioden en de ESR van de condensatoren.
Dat duurt maar enkele perioden en wordt steeds minder, maar de dioden moeten er wel tegen kunnen.

niet toevallig is deze verhouding in de stroomopname van de diodes 1,41 effectief..dus, voor de stroomopname na de brug van 1A DC loopt er 1,41 A AC eff door de diodes. Maar dit wordt nog meer complex, aangezien de condensator geen rimpel vertoont is de openingshoek voor de diodes in principe oneindig klein. Dat kan niet, in de praktijk, maar wijst er wel op dat de diodes een enorme piekstroom te verwerken krijgen. Vandaar de verzachtende maatregelen zoals een weerstand,smoorspoel, en/of EMI filter.

Op zondag 30 juni 2024 13:39:17 schreef rob040:
Je vergeet de verliezen in trafo en gelijkrichter.
.

eeuh in de vooropgestelde theoretische opgave is daar geen sprake van?

Op zondag 30 juni 2024 13:51:27 schreef Arco:
Voor zulke hoge stromen en verwaarloosbare reactantie heb je een onhandig grote condensator nodig.

tja, stel dat die er nu is, dat is de opgaaf.. en reden van de vraag.

Ik begrijp het nog niet helemaal.
Er is geen trafo, ik heb het over 230VAC uit de wcd.
En ja condensator zal vast groot moeten zijn, maar het gaat me even om de theorie.

De belasting trekt 1A, dus inderdaad 323,8W.
Aan de AC kant zou dit dus 323,8W ÷ 230V = 1,41A moeten lopen. Alle verliezen even niet meegerekend.

Ik snap niet precies hoe dit 1,41A kan zijn, er zit toch geen trafo tussen?

Die 325 volt op de elco is de top waarde van de sinus, 230 volt de effectieve (gemiddelde waarde over de hele periode) waarde. Dus er zou dan nog steeds 1A door het op dat moment actieve diodepaar lopen. Je meetinstrument meet de effectieve waarde, dus ook het effectieve vermogen. Op de top van de sinus wordt voor dat tijdsmoment nog steeds ongeveer 323 watt opgenomen. Alleen meet jouw meter dat niet.

Verdere uitleg: https://www.natuurkunde.nl/vraagbaak/58818/effectieve-spanning
Die 1.41 A is de top waarde van de stroom die bij die topwaarde van 325 volt hoort. Niet geheel toevallig is 1.41 gelijk aan de wortel uit 2 en geeft wortel uit 2 maal 230 als uitkomst 325. Dus 1.41 * 230 = 325.

https://media.natuurkunde.nl/content_files/files/11186/original/wissel2.PNG?1511974563

Maar als de stroom bij die 325V topwaarde 1,41A is, dan is de effectieve waarde toch gewoon 1A? Maar dan kom je weer op 230W.

[Bericht gewijzigd door Anoniem op (98%)]

Als je aan de secundaire kant 323,8 Volt heb en je neem daar 1 Ampere vanaf dan is het vermogen 323,8 Watt.

Aan de primaire kant van de trafo heb je dan een stroom van 323,8/230 = 1,41 Ampere.

Die 1,41 Ampere is wel heel erg theoretisch.
De transformator heeft verliezen (het rendement is geen 100%). Je primaire stroom zal nog wel iets groter zijn.
Is je transformator nog wat inductief, een deel van de stroom is ook inductief (blindstroom)

Er is geen trafo...

[Bericht gewijzigd door Arco op (11%)]

Op zondag 30 juni 2024 13:52:16 schreef fatbeard:
[...]Trafo? Welke trafo?

Ik verzin ze waar je bij staat. 8)7 Gewoon niet goed gelezen dus, sorry...

Op zondag 30 juni 2024 14:07:46 schreef Toeternietoe:

Is je transformator nog wat inductief, een deel van de stroom is ook inductief (blindstroom)

maak het nu niet onnodeloos moeilijk, want
1)Ts heeft het niet over een trafo, en zeker niet over de verliezen daarin
2) er loopt nooit een blindstroom door diodes.(in een gelijkrichter)

Er is ook geen stroom van 1.41

Die condensator is een batterij, die leegloopt met 1A
Elke top van de sinus wordt die batterij weer volgeladen
Dat kunnen stromen zijn van >10A, en daarna 0A tot de volgende top, dat middelt uit tot 1.41A

Er is ook altijd een rimpel, er zou geen laadstroom zijn zonder rimpel

Ik ga even een schema maken in Ltspice en even kijken hoe de grafieken eruit zien.

Op zondag 30 juni 2024 14:11:55 schreef DK:

Elke top van de sinus wordt die batterij weet volgeladen
Dat kunnen stromen zijn van >10A, en daarna 0A tot de volgende top, dat middelt uit tot 1.41A

juist om dat soort toestanden uit te klaren is er de effectieve waarde. Uitmiddelen is in deze optiek een gevaarlijk woord, leunt te dicht aan bij de gemiddelde waarde..

Gemiddelde van een sinus is nul, toch?

Ik ben al wat verder.

De stroom na het gelijkrichten is 1A

Voor het gelijkrichten zie ik elke 10ms een hele korte piek van 70A.
Dit zal gemiddeld over de tijd genomen dan inderdaad uitkomen op 1,41A, wat de effectieve stroom is.

Ik moet het dus denk ik zien als een batterij welke gelijkmatig leeg loopt en telkens met een korte hoge stroom weer vol wordt geladen. Gemiddeld is deze stroom wortel 2 van de gelijkgerichte stroom.

Op zondag 30 juni 2024 15:16:51 schreef InHogereSferen:
Ik moet het dus denk ik zien als een batterij welke gelijkmatig leeg loopt en telkens met een korte hoge stroom weer vol wordt geladen.

Dat is precies hoe een condensator werkt. Een opslag van energie die je kan op- en ontladen (en dan loopt er een stroom in een bepaalde richting doorheen).

Leuk dat je daar nu zo zelf achter bent gekomen!

Ja ik zag een normale sinus van de stroom voor me, maar dat is het dus helemaal niet.
Er wordt een x hoeveelheid energie uitgehaald, en deze moet weer aangevuld worden en hier is een hogere stroom voor nodig.

De ingangsstroom blijft een sinusstroom. In de tijd is de stroom ieder moment anders afhankelijk van de spanning dat moment. Echter is de uitgaande stroom een gelijkstroom en min of meer continue hetzelfde. Enfin, je hebt er al mee zitten rekenen - maar dan weet je ook wát je rekent :)

De hoogte van de stroom waarmee de condensator opgeladen wordt, is theoretisch oneindig hoog. Praktisch wordt deze begrensd door de interne weerstand. Een gelukje dat de simulatie dat simuleert (Ltspice is dan ook een van de betere). Je kunt de stroom ook begrenzen door een extra weerstand in serie te plaatsen.

Nee, de ingangsSPANNING is sinusvormig, de stroom is dat zeker niet!

@TS: Als je in LTspice en control of alt ingedrukt (ik weet even niet meer welke het is) op de groene tekst "I(V1)" in je grafiek klikt, krijg je gemiddelde en RMS waardes te zien. Als je dat doet met de initiële piek buiten beeld, en een groot aantal cycli (of exact en geheel aantal cycli) zul je als het goed is zien dat de gemiddelde stroom ongeveer 1.41A is, en de RMS stroom en stuk groter. Het verschil dat tussen wordt groter, dus je diodes krijgen het zwaarder, als de capaciteit toeneemt, en/of de totale weerstand afneemt. De interne weerstand van de bron, diode, en condensator werken samen om die stroom te beperken.

Er wordt een x hoeveelheid energie uitgehaald, en deze moet weer aangevuld worden en hier is een hogere stroom voor nodig.

Het is niet zozeer dat er een hoge stroom voor nodig is maar het is het verschil in spanning tussen de top van de sinus en de condensator. De stroom die de condensator in gaat word enkel maar beperkt door de weerstand van de condensator zelf.

De hoge stroom is nodig omdat de tijd korter is, in totaal moet het gemiddeld op 0 uitkomen, aangenomen dat de lading in de condensator over lange tijd constant blijft. Hoe groter de stroom, des te korter de tijd voor het laden.

Op zondag 30 juni 2024 18:07:50 schreef SparkyGSX:
De hoge stroom is nodig omdat de tijd korter is,

De hoge stroom is gewoon simpel het gevolg van het spanningsverschil en de weerstand. De condensator weet echt niet wat er nodig is.

Hoe groter de stroom, des te korter de tijd voor het laden.

Als je met hoe hoger de stroom de stroom door belasting bedoelt ? Dan zorgt een grote stroom door de belasting voor een condensator die verder leeg raakt. De nu meer lege condensator heeft dan op de top van sinus juist meer tijd om op te laden omdat het spanningsverschil groter is geworden. Dus een grote stroom door de belasting zorgt ervoor dat er iets meer tijd is om de condensator weer op te laden.

[Bericht gewijzigd door benleentje op (46%)]