Springen naar inhoud

Opladen condensator


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Bombastic_

    Bombastic_


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 februari 2010 - 17:36

Hallo,
Ik heb voor Natuurkunde en opdracht gekregen waarmee ik in het programma NEMO moet modelleren. Dit is allemaal
geen probleem. De opdracht is vrij duidelijk.

Ik zit echter met een bepaalde vraag waar ik niet uit kom. Het is niet zo dat ik meteen hier naar toe ben geweest; ik heb eerst zelf een aantal dingen geprobeerd.

Het model (dat volgens mij in elk vergelijkbaar programma kan worden ingevoerd) is:
t=t+dt
vr=vb-vc
i=vr/r
dq=i*dt
q=q+dq
vc=q/c

De startwaarden zijn:
t=0
v=0
vb=10
vc=0
c=4
dt=0.1
r=2

Het programma werkt in DOS dus een printscreen is niet mogelijk. De grafiek is echter na te bootsen in Paint.
Ik heb als horizontale variabele t met max. 50
Als verticale variabele i met max. 5
De grafiek:
Geplaatste afbeelding

Nu is de vraag als volgt:
"Leg je geo op het scherm en bepaal de RC-tijd" -> Moet ik hier een raaklijn tekenen? Zoja: waar?
"Klopt deze waarde met de waarde die je berekent met de waarden voor R en C die je hebt ingetoetst bij de startwaarden" -> Deze vraag snap ik niet goed.

Ik heb al wat raaklijnen getekend en het hellingsgetal lag op de punten die ik nam tussen de 0 en -1.

Kan iemand mij (proberen) uit te leggen wat ik hier moet doen.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44875 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 14 februari 2010 - 18:13

Weet je wat de RC-tijd is?
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#3

Bombastic_

    Bombastic_


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 februari 2010 - 18:51

Dat is, als ik mij niet vergis, de tijd die nodig is om de condensator op te laden.

#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44875 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 14 februari 2010 - 19:03

Dan vergis je je.

De RC-tijd is de tijd die je berekent uit de R (van de weerstand) in de kring maal de C (capaciteit van een condensator) in je kring.

in eenheden:

LaTeX

Dus de eenheid van R∑C is seconde, een tijd.

Voor het opladen van een condensator in een kring emt een weerstand geldt:

LaTeX

Als t = RC dan noemen we dŠt de RC-tijd, en dan geldt:

LaTeX

ofwel, dan is IRC ≈ 0,37∑I0
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#5

EvilBro

    EvilBro


  • >5k berichten
  • 6703 berichten
  • VIP

Geplaatst op 14 februari 2010 - 20:09

"Leg je geo op het scherm en bepaal de RC-tijd" -> Moet ik hier een raaklijn tekenen?

Ja.

Zoja: waar?

Op die plek waar we er ook daadwerkelijk iets aan hebben. :eusa_whistle:

Je weet de vorm van de stroom LaTeX (zie bijvoorbeeld Jan van de Velde's bericht). De afgeleide van deze functie geeft je de link naar de richting van de raaklijn. Deze afgeleide geeft je dus het verband tussen de helling van de raaklijn en de RC-tijd.

"Klopt deze waarde met de waarde die je berekent met de waarden voor R en C die je hebt ingetoetst bij de startwaarden" -> Deze vraag snap ik niet goed.

Om de lijn te tekenen heb je een bepaalde R en C ingevuld. Je weet dus welke RC-tijd je zou moeten vinden. Hier wordt dus simpel gevraagd of je bepaling op het scherm overeenkomt met de RC-tijd die je gebruikt hebt om de curve te genereren.

#6

Bombastic_

    Bombastic_


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 februari 2010 - 21:04

Ondanks dat ik mij nu een redelijk dom voel, moet ik dit dus toch oplossen (met jullie hulp)
Volgens het bericht van Jan v/d Velde is het dus als volgende:
R x C = 4 x 2 = 8s (-> Volgens de startwaarden)

Oke, dan gaan we verder:

Op die plek waar we er ook daadwerkelijk iets aan hebben.

Je weet de vorm van de stroom (zie bijvoorbeeld Jan van de Velde's bericht). De afgeleide van deze functie geeft je de link naar de richting van de raaklijn. Deze afgeleide geeft je dus het verband tussen de helling van de raaklijn en de RC-tijd.


Zou je dit misschien nog iets meer toe kunnen lichten? Ik snap nu niet precies wat hier mee wordt bedoeld. Zeker niet als de afgeleide erbij wordt betrokken, die ik zelf niet kan berekenen zonder dat ik de 'gewone' formule heb.

Ik weet echter niet of dit ook nodig is, gezien het feit dat er alleen wordt gevraagd of de RC-tijd (8 s) die ik vind d.m.v. een raaklijn op de i.t-grafiek overeenkomt met de startwaarden R (2) en C (4).

Ik apprecieer jullie hulp, maar volgens mij willen jullie mij als leek een iets te moeilijke weg laten leggen. Wat absoluut niet fout is, maar het niet makkelijker voor mij maakt.

#7

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44875 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 14 februari 2010 - 21:14

Ik apprecieer jullie hulp, maar volgens mij willen jullie mij als leek een iets te moeilijke weg laten leggen.

Nee, dat is geenszins het geval.

Ik legde je uit wat de RC-tijd betekent, onder andere door aan te tonen dat weerstand x capaciteit in zo'n seriekring met een weerstand en een condensator inderdaad de dimensie seconde heeft.

RC-tijd is een eigenschap van zo'n kring. Verander iets aan de kring en de RC-tijd verandert.

Overigens, zoals Evilbro al opmerkte:

Hier wordt dus simpel gevraagd of je bepaling op het scherm overeenkomt met de RC-tijd die je gebruikt hebt om de curve te genereren.


Dat is simpelweg te doen door op je tijdsas die RC-tijd van 8 s te nemen, en dan te zien of de stroomsterkte op dat tijdstip overeenkomt met ≈ 0,37∑I0, zoals ik je uitlegde.

bombastic.gif

Ondanks dat ik mij nu redelijk dom voel,

zinloos gevoel. Hoogstens slecht ingewerkt in de materie.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#8

EvilBro

    EvilBro


  • >5k berichten
  • 6703 berichten
  • VIP

Geplaatst op 14 februari 2010 - 21:30

Dat is simpelweg te doen door op je tijdsas die RC-tijd van 8 s te nemen, en dan te zien of de stroomsterkte op dat tijdstip overeenkomt met ≈ 0,37∑I0, zoals ik je uitlegde.

Ik denk echter niet dat dat de bedoeling is gezien de opmerking 'Leg je geo op het scherm'. Dit suggereert in mijn ogen dat je de raaklijn moet bepalen (en daarmee het snijpunt van de raaklijn en de x-as) . Hierbij wordt dan namelijk ook gebruik gemaakt van het simpele verband tussen LaTeX (afstand tussen snijpunt en oorsprong) en LaTeX .

#9

Bombastic_

    Bombastic_


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 februari 2010 - 21:34

Dat is simpelweg te doen door op je tijdsas die RC-tijd van 8 s te nemen, en dan te zien of de stroomsterkte op dat tijdstip overeenkomt met ≈ 0,37∑I0, zoals ik je uitlegde.


I.t.t. wat Evilbro zei, wordt er nu geen gebruik gemaakt van de raaklijn.
Klopt deze uitleg dan nog?
Nog een vraag: I0, is dit een constante/(basiswaarde?), zoja, is deze ook in de Binas te vinden?

#10

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44875 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 14 februari 2010 - 21:37

I0 is de stroomsterkte op tijdstip 0, en die is in jouw grafiek ongeveer 5 ampŤre

LaTeX

IN woorden staat hier:
De stroomsterkte op tijdstip t is gelijk aan de stroomsterkte op tijdstip 0 x e tot de macht (min verstreken tijd gedeeld door weerstand maal capaciteit)
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#11

Bombastic_

    Bombastic_


  • 0 - 25 berichten
  • 13 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 februari 2010 - 22:04

Dat is simpelweg te doen door op je tijdsas die RC-tijd van 8 s te nemen, en dan te zien of de stroomsterkte op dat tijdstip overeenkomt met ≈ 0,37∑I0, zoals ik je uitlegde.


Oke. Dan kom ik dus uit op een getal van ~1.85
Dit getal is dus I (stroomsterkte) = 1.85

Dat is ook de coŲrdinaat die ik op de i-as vind als ik t=8 neem.

Ik denk dat dit het (iets meer) theoretische gedeelte is van het vraagstuk. Maar ik weet
nu nog niet hoe het precies zit met de geodriehoek (praktische gedeelte) die ik op de grafiek
moet leggen, en hoe dit overeenkomt met de 8s.
Er is geen raaklijn te tekenen die uitkomt op de t=8. Ik dacht na EvilBro's post over d(x) dat dat even de bedoeling was.

Ik heb er nog wat over nagedacht en wat geprobeerd en nog steeds kom ik er niet goed uit. Het spijt me dat ik
jullie tijd inneem en alles niet meteen goed begrijp

#12

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6610 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 14 februari 2010 - 22:25

Het feit dat je de geodriehoek moet gebruiken wil niet perse zeggen dat het dan om een raaklijn gaat.
Volgens mij moet je gewoon de maatverdeling op de geo gebruiken om te bepalen waar dat punt 0,37 I0 ligt.

#13

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44875 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 14 februari 2010 - 22:54

Je gebruikt je geodriehoek toch door die op je scherm te leggen en zo af te lezen of bij je berekende RC tijd je inderdaad ongeveer I0/e afleest in je grafiek?

Ik heb er nog wat over nagedacht en wat geprobeerd en nog steeds kom ik er niet goed uit.

Duidelijk is dat het je aan theoretische achtergrond over dit experiment ontbreekt.

Als je een condensator wil opladen gaat dat in het begin hťťl snel, en naarmate de condensator verder opgeladen raakt steeds langzamer, omdat er een tegenspanning over de condensatorplaten komt te staan waardoor de nettospanning over de weerstand in de kring afneemt. Dat wil zeggen dat de stroomsterkte afneemt, op den duur tot nagenoeg 0.

Hoe groter de weerstand R, hoe groter RxC, en hoe trager de oplading verloopt, en hoe groter de capaciteit C, hoe groter RxC, en hoe trager de oplading verloopt. Het verband tussen de stroomsterkte op enig tijstip en de aanvankelijke stroomsterkte met de nog ongeladen condensator blijkt te zijn:

LaTeX

Weerstand x capaciteit heeft handig genoeg de dimensie seconde (zoals bijvoorbeeld newton x meter de dimensie joule heeft als je een beetje doorrekent). De uitkomst van het sommetje R x C geeft dus een getal met de eenheid seconde, een tijd zogezegd, en dat noemen we de RC-tijd. Dat is dan een kenmerk van zo'n kring.. Daar hadden ze ook een andere definitie aan kunnen geven, (bijvoorbeeld de tijd totdat de condensator half geladen is of zo) maar vanwege het verband hierboven is ervoor gekozen om dat zů te kiezen dat tRC=R x C zodat de macht LaTeX gelijk wordt aan -1. Mooi rond getal.

Hoe dan ook, aan die RC-tijden kun je dit soort kringen dus netjes vergelijken.

"Leg je geo op het scherm en bepaal de RC-tijd"

Lees ik als: kijk dus bij het punt dat It gelijk is aan I0/e en lees daarbij de tijd af.

"Klopt deze waarde met de waarde die je berekent met de waarden voor R en C die je hebt ingetoetst bij de startwaarden"

En dan is mijn conclusie: Ja :eusa_whistle: want aflezend op de tijdsas vind ik ongeveer 8 s, en dat is R x C = 2 x 4 = 8 s.

Meer wordt er, zoals ik het lees, niet van je gevraagd.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#14

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44875 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 14 februari 2010 - 22:59

Het spijt me dat ik jullie tijd inneem en alles niet meteen goed begrijp

Hou alsjeblieft op met verontschuldigingen te uiten. Nergens voor nodig, leidt alleen maar af. Als iedereen altijd alles direct begreep hoefde niemand ooit vragen te stellen. En iedereen stelt ze. Altijd.... :eusa_whistle:
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#15

EvilBro

    EvilBro


  • >5k berichten
  • 6703 berichten
  • VIP

Geplaatst op 15 februari 2010 - 08:31

Ik ben nog steeds van mening dat je de raaklijn moet gebruiken. Er wordt volgens mij namelijk impliciet gevraagd naar het volgende inzicht:

Stel je hebt een functie van de vorm:
LaTeX
Dan is de afgeleide hiervan:
LaTeX
Teken nu de raaklijn door het snijpunt met de y-as. Deze raaklijn heeft de vergelijking:
LaTeX
Nu het snijpunt met de x-as bepalen:
LaTeX
LaTeX
LaTeX
LaTeX
Kortom je kunt na het tekenen van de raaklijn K zo aflezen.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures