Springen naar inhoud

Meerkeuze: serieschakeling van condensatoren


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Uomo Universale

    Uomo Universale


  • >250 berichten
  • 411 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 mei 2011 - 21:07

Een condensator C1 wordt met een batterij verbonden en opgeladen tot een lading Q0. De condensator wordt dan losgekoppeld en verbonden met 2 andere condensatoren C2 en C3 (alles in serie). Tussen de respectievelijke ladingen Q1, Q2 en Q3 op de drie condensatoren en Q0 bestaat dan volgend verband:

A. Q0 = Q1 + Q2 + Q3
B. Q0 = Q1 ; Q2 + Q3 = 0
C. Q0 = Q1 + Q2 ; Q2 = Q3
D. Q0 = Q2 + Q3 ; Q1 = 0

-------------------------------------------------------------------

Alhoewel dat niet gegeven is, ga ik er van uit dat de capaciteit van alle condensatoren gelijk is (anders zou je dit volgens mij niet kunnen oplossen). Een grote redenering heb ik hier niet bij, ik veronderstel gewoon dat de lading zich zal verdelen over de drie condensatoren en dat bijgevolg A het juiste antwoord is..

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

#2

*_gast_Bartjes_*

  • Gast

Geplaatst op 11 mei 2011 - 21:51

Tip: Kan er lading dóór een condensator heen stromen?

#3

Uomo Universale

    Uomo Universale


  • >250 berichten
  • 411 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 mei 2011 - 11:27

Dat is inderdaad het punt dat ik moeilijk vond. Er kan geen lading door condensatoren. Ik heb een tekening gemaakt. Links is C1, midden is C2 en rechts is C3. Als er oorspronkelijk op de linkerplaat van C1 een positieve lading aanwezig was van 4+, dan zal deze zich verdelen en naar C3 gaan. Op de linkerplaat van C1 en op de rechterplaat van C3 zit dus nu elk een lading 2+. Ook aan de negatieve plaat van C1 zal dit zo zijn en er dus negatieve lading naar C2 lopen. Gevolg hiervan is dat je een situatie krijgt zoals op mijn tekening, waarbij er dus geen lading aanwezig is tussen C2 en C3. De oorspronkelijke lading op de platen (Q0) is dus gelijk aan Q1 + Q2, waarbij Q2 = Q3 (de grootte van de ladingen zijn gelijk, hun teken echter niet!). Hieruit zou dus volgen dat het juiste antwoord C is. Is dit correct of maak ik ergens nog een grove denkfout?

lading_op_condensatoren.jpg

#4

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6613 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 12 mei 2011 - 12:05

Ja, je maakt een denkfout door te denken dat er tussen C2 en C3 niks gebeurt.
Als er stroom loopt in een serieschakeling, dan is die stroom overal gelijk.
Dus in dit voorbeeld loopt er stroom van C1 naar C3, maar ook van C3 naar C2 en van C2 naar C1. En die drie stromen zijn allemaal identiek. Dus op elk van de drie trajecten is de ladingverplaatsing gelijk.
Verder geldt: als er op een condensatorplaat positieve lading staat, dan staat op de andere plaat van die condensator een even grote negatieve lading.

#5

EvilBro

    EvilBro


  • >5k berichten
  • 6703 berichten
  • VIP

Geplaatst op 12 mei 2011 - 12:26

Waarom zeg je niet gewoon: behoud van lading, dus A.

Alhoewel dat niet gegeven is, ga ik er van uit dat de capaciteit van alle condensatoren gelijk is (anders zou je dit volgens mij niet kunnen oplossen).

Dat gegeven is dus niet noodzakelijk.

#6

Uomo Universale

    Uomo Universale


  • >250 berichten
  • 411 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 mei 2011 - 12:39

Waarom zeg je niet gewoon: behoud van lading, dus A.

Zou je dit wat meer kunnen uitleggen? Ik snap niet hoe dit een geldige uitleg kan zijn om voor antwoord A te kiezen. Uiteindelijk is er toch bij alle antwoorden behoud van lading, behalve bij antwoord C?


Dat gegeven is dus niet noodzakelijk.

^Je hebt gelijk, dat is inderdaad niet noodzakelijk. Als dat wel zo was, dan zou het gewoon zo zijn dat Q1 = Q2 = Q3 hé?


Maar, antwoord A is dus volgens jullie het juiste antwoord. En dus was mijn eerste redenering wel juist? En heeft Bartjes mij gewoon wat op het verkeerde spoor gezet. (Of heb ik zijn 'tip' slecht geïnterpreteerd?)

#7

EvilBro

    EvilBro


  • >5k berichten
  • 6703 berichten
  • VIP

Geplaatst op 12 mei 2011 - 12:58

Ik snap niet hoe dit een geldige uitleg kan zijn om voor antwoord A te kiezen.

Antwoord A is toch juist? Waarom zou je dan niet voor dat antwoord kiezen? Of staat er ergens dat er meerdere antwoorden juist kunnen zijn en dat je dan het specifiekste juiste antwoord moet kiezen?

#8

Uomo Universale

    Uomo Universale


  • >250 berichten
  • 411 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 mei 2011 - 13:08

Ik weet niet wat het juiste antwoord is, ik heb nergens de oplossingen staan..

Antwoord A is waarschijnlijk wel juist, maar de reden die jij geeft (behoud van lading) is toch nog niet genoeg om antwoorden B en D uit te sluiten (aangezien er bij B en D ook behoud van lading is)?

Zou je ook op mijn andere vragen antwoord kunnen geven als het kan? (die van "wat als de capaciteit bij allen gelijk zou zijn, dat dan Q1, Q2 en Q3 ook gelijk zijn". En de vraag of Bartjes nu fout is en mijn eerste redenering dus wel juist was, of ik Bartjes gewoon verkeerd heb begrepen.)

#9

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6613 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 12 mei 2011 - 13:20

En heeft Bartjes mij gewoon wat op het verkeerde spoor gezet. (Of heb ik zijn 'tip' slecht geïnterpreteerd?)

Bartjes vroeg: kan lading dóór een condensator heen stromen?
Het antwoord op die vraag is: ja en nee.
In de condensator zit een fysieke barriere in de vorm van het dielectricum. Dus de lading kan er niet echt doorheen. Maar de lading kan zich wel via de condensator verplaatsen. Zoals ik eerder zei, de stroom is overal gelijk. Dus als je door de ene draad stroom (=lading) in de condensator stopt, dan moet die zelfde stroom (=lading) er door de andere draad weer uitkomen. Dus schijnbaar is de lading door de condensator heen gekomen, maar in werkelijkheid is die op de platen achtergebleven in de vorm van een positief en een even groot negatief deel. De condensator als geheel is dus elektrisch neutraal, de lading is er dus wel degelijk doorheen gegaan.

Wat de vraagstelling zelf betreft, het voordeel van meerkeuzevragen is dat je er ook een aftelversje van kan maken. De antwoorden op een rijtje:
A. Q0 = Q1 + Q2 + Q3
B. Q0 = Q1 ; Q2 + Q3 = 0
C. Q0 = Q1 + Q2 ; Q2 = Q3
D. Q0 = Q2 + Q3 ; Q1 = 0

Antwoord B: dit houdt in dat alle lading op C1 blijft, en dat er met C2 en C3 niks gebeurt. Kan niet juist zijn, want je kan op je klompen aanvoelen dat er toch minstens lading verplaatst naar C2 en/of C3.

Antwoord C: de oorspronkelijke lading heeft zich verdeeld over C1 en C2. Dan zou er voor C3 niks meer overblijven, maar zie: C3 heeft dezelfde lading als C2. Er moet dus ergens lading uit het niks gekomen zijn. Onlogisch.

Antwoord D: de hele lading heeft zich verplaatst naar C2 en C3, op C1 is niks overgebleven. Kan niet, want de spanning over C1 is gelijk aan de spanning over C2 + C3. En als er spanning over een condensator staat, dan zit er lading in.

Blijft antwoord A over.

#10

Uomo Universale

    Uomo Universale


  • >250 berichten
  • 411 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 mei 2011 - 13:26

Conclusie: mijn antwoord en redenering waren in de eerste post al correct? :-) (Maar dan begrijp ik toch nog altijd niet waarom Bartjes die bemerking postte, aangezien dat op dat moment niet relevant was, mijns inziens.)

#11

*_gast_Bartjes_*

  • Gast

Geplaatst op 12 mei 2011 - 13:36

Conclusie: mijn antwoord en redenering waren in de eerste post al correct? :-) (Maar dan begrijp ik toch nog altijd niet waarom Bartjes die bemerking postte, aangezien dat op dat moment niet relevant was, mijns inziens.)


Even geduld: ik ben niet zo snel! Laten we beginnen met een net plaatje:

Condensatoren.JPG

Mee eens?

#12

*_gast_Bartjes_*

  • Gast

Geplaatst op 12 mei 2011 - 14:00

Voor de lading op de bovenste platen van C1 en C2 geldt dan:

Q0 = Q1 + Q2 .

Voor de lading op de onderste platen van C1 en C3 geldt dan:

Q0 = Q1 + Q3 .

Dus:

Q2 = Q3 .


Hoe komen nu de onderste plaat van C2 en de bovenste plaat van C3 aan hun even grote maar tegengestelde lading? Deze wordt geleverd door het oorspronklijk neutrale deel bestaande uit de onderste plaat van C2 , de bovenste plaat van C3 en het verbindende draadje.

De grootte van de condensatoren speelt dus inderdaad geen rol.

#13

Uomo Universale

    Uomo Universale


  • >250 berichten
  • 411 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 mei 2011 - 14:57

Ik begrijp je volledig, bedankt om het nog eens zo mooi uit te leggen!

Maar dit zou dus betekenen dat jij antwoord C als correct beschouwt (nl. Q0 = Q1 + Q2 en Q2 = Q3).

Aangezien klazon en Evilbro antwoord A gaven als oplossing, vraag ik me af wat zij vinden van de methode van Bartjes?

#14

317070

    317070


  • >5k berichten
  • 5567 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 12 mei 2011 - 15:42

Hieruit zou dus volgen dat het juiste antwoord C is. Is dit correct of maak ik ergens nog een grove denkfout?

Als je nog wil weten waar je denkfout zit: hij zit bij het rode kruis.
Het kan niet dat de linkerplaat van een condensator negatief geladen is, zonder dat de rechterplaat positief geladen is.

Tussen de 2 resterende platen verplaatst de lading zich dus zo, totdat de spanningen (zwarte pijlen) gelijk zijn aan elkaar.
Geplaatste afbeelding
What it all comes down to, is that I haven't got it all figured out just yet
And I've got one hand in my pocket and the other one is giving the peace sign
-Alanis Morisette-

#15

Uomo Universale

    Uomo Universale


  • >250 berichten
  • 411 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 12 mei 2011 - 16:30

Als je nog wil weten waar je denkfout zit: hij zit bij het rode kruis.
Het kan niet dat de linkerplaat van een condensator negatief geladen is, zonder dat de rechterplaat positief geladen is.

Tussen de 2 resterende platen verplaatst de lading zich dus zo, totdat de spanningen (zwarte pijlen) gelijk zijn aan elkaar.
Geplaatste afbeelding

Inderdaad, dat had ik ondertussen al begrepen, maar bedankt om het nog eens zo mooi te illustreren.
Maar wat is volgens jou dan de juiste oplossing? Antwoord A (zoals klazon en Evilbro) of antwoord C (zoals Bartjes)?





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures