Ik merk dat bijna niemand hier de basis van condensatoren beheerst. De meesten kennen ze alleen bij wisselspanning en -stroom.
Je kunt condensatoren echter ook gewoon opladen tot een bepaalde spanning, zodat er een bepaalde lading in zit. Q = C U.
In dit vraagstuk zijn vijf condensatoren aan elkaar verbonden, en de hele bups is opgeladen tot een totale spanning van 100 V. Als je het prettig vindt, kun je je voorstellen dat dat met een stroombron gebeurd is.
Vind je ook dat te moeilijk, dan vervang je gewoon de bron door een wisselspanningsbron van 100 V piek. De gevonden deel-piekspanningen en deel-piekladingen komen exact overeen met de hier gevraagde waarden.
Ten slotte kun je ook nog gewoon met 100 Vrms rekenen, en overal de rms-waarden van de spanningen berekenen. Ook dat levert dezelfde getallen op.
Wat dat betreft hadden ze beter kunnen zeggen dat de bron 100 VAC is. De berekening blijft gelijk, maar op CO is er dan minder heibel.
Punt blijft dat er een gegeven ontbreekt.
De deelspanningen van de 100V, en dus de spanning over C2, hangen af van de waarden van ALLE condensatoren, dus ook van C2.
Omgekeerd: om C2 te berekenen, is een gegeven deelspanning nodig. Het maakt niet uit welke.
Stel bijvoorbeeld dat de spanning in het midden van het schema precies 50 V is (ten opzichte van het punt helemaal rechts).
Dan zijn de spanningen over de groep C1,2,3 enerzijds en de groep C4,5 anderzijds gelijk, zodat ook de vervangcapaciteit van C1,2,3 gelijk is aan die van C4,5.
Dat zou het geval zijn als C2= 35/6 =5,83 uF:
C4,5 = (10-1 + 6-1)-1 = 3,75
C1,2,3 = 3,75 (in DIT geval, wegens gelijke spanningen)
C1,2 = 3,75 − 2 = 1,75
C2 = (1,75-1 − 2,5-1)-1 = 35/6 = 5,83
(alles in uF)
Stel nu dat die spanning NIET 50V is, maar een andere waarde.
Lijkt het dan niet aannemelijk dat er door de andere verhoudingen ook een andere waarde voor C1,2,3 uit komt, dus ook een andere voor C1,2 en dus ten slotte ook een andere waarde voor C2?
Samengevat: de waarde van C2 hangt samen met de verdeling van de spanningen, en is er niet onafhankelijk van.