Springen naar inhoud

Twee condensatoren, eerst met bron, dan zonder


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Uomo Universale

    Uomo Universale


  • >250 berichten
  • 411 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 mei 2011 - 09:00

a.) Een batterij van 12 V wordt in serie verbonden met twee condensatoren, n van 0.15 F en n van 0.25 F. Als de condensatoren opgeladen zijn worden ze losgekoppeld van de batterij en van elkaar. Hierna worden hun positieve platen met elkaar verbonden en hun negatieve platen met elkaar verbonden. Bereken nu hun nieuwe lading.

b.) De condensator van 0.15 F wordt opnieuw opgeladen met een andere gelijkspanningsbron. Hierna vereist het een gegeven hoeveelheid arbeid om een gegeven lading van de ene plaat naar de andere over te brengen. Wat was de potentiaal van de gelijkspanningsbron die gebruikt werd om de condensator op te laden?

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

Ik heb een tekening gemaakt van hoe ik de twee situaties zie bij a.) (zie onderaan m'n post).

a.) We berekenen eerst de vervangingscapaciteit: LaTeX => LaTeX

Nu kunnen we de lading berekenen op elke condensatorplaat, dit is: LaTeX

Nu zullen we de tweede situatie bekijken, waarbij er dus geen spanningsbron aanwezig is. Hier zullen de ladingen op de condensatorplaten zich opnieuw verdelen zodanig dat we volgende verhouding kunnen vooropstellen:
LaTeX
Ook weten we dat LaTeX
Dus: LaTeX
<=> LaTeX
We vullen dit in met LaTeX
Dan wordt: LaTeX
En is bijgevolg LaTeX


b.) Hier heb ik geen gegevens, maar ik zal je vertellen hoe ik het zou oplossen en vraag me af of dit wel correct is.

Heel simpel zou ik via de volgende formule werken: LaTeX
Met LaTeX = het gevraagde potentiaalverschil
LaTeX = de gegeven arbeid
LaTeX = de gegeven lading die men moest overbrengen.

Zou dit een correcte manier zijn (ook vraag ik me af of het minteken voor de arbeid wel klopt?)

Bedankt alvast!

Tuyaux_2008_2009_vraagstuk_3.jpg

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

#2

Burgie

    Burgie


  • >250 berichten
  • 582 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 mei 2011 - 21:14

Waarom zou je LaTeX stellen?

#3

Burgie

    Burgie


  • >250 berichten
  • 582 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 20 mei 2011 - 22:16

Ik zie nu pas je figuur... je oplossing klopt inderdaad.

Voor het tweede deel, het minteken klopt inderdaad. Zo onthou ik het: de arbeid die wordt geleverd door een elektrisch veld wanneer een lading LaTeX van een punt a naar een punt b beweegt is LaTeX . Stel je hebt een positieve lading LaTeX die beweegt van hoge potentiaal in het punt a naar lage potentiaal in het punt b. Het veld zal dus arbeid leveren ('t is immers de natuurlijke gang van zaken dat de positieve lading van hoge potentiaal naar lage potentiaal toe beweegt), m.a.w. rechterlid moet positief zijn wat met deze formule inderdaad het geval is.

#4

*_gast_Bartjes_*

  • Gast

Geplaatst op 20 mei 2011 - 22:37

De oplossing voor (b) geldt alleen (bij goede benadering) wanneer je maar een klein deel van de lading van de condensator van de ene naar de andere plaat brengt. Dan mag je er immers van uit gaan dat de spanning over de condensator en het bijbehorende elektrische veld niet merkbaar veranderen.

Anders wordt het lastiger...

#5

Uomo Universale

    Uomo Universale


  • >250 berichten
  • 411 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 mei 2011 - 09:21

Bedankt voor jullie hulp.

@Bartjes: De natuurkunde die ik krijg is voor het moment nogal elementair, ik denk dus dat we ervan mogen uitgaan dat de spanning over de condensatoren en het bijbehorende elektrische veld niet merkbaar verandert.

#6

*_gast_Bartjes_*

  • Gast

Geplaatst op 21 mei 2011 - 10:22

@Bartjes: De natuurkunde die ik krijg is voor het moment nogal elementair, ik denk dus dat we ervan mogen uitgaan dat de spanning over de condensatoren en het bijbehorende elektrische veld niet merkbaar verandert.


Zou goed kunnen. ;)

Maar mocht je het later nog eens wil proberen, dan zou je de lading via een weerstand van de ene naar de andere plaat kunnen laten lopen. De daarbij vrijkomende energie (= negatieve geleverde arbeid) volgt dan uit het gedurende die tijd in de weerstand gedissipeerde vermogen.

#7

NenSaaienTist

    NenSaaienTist


  • 0 - 25 berichten
  • 3 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 20 juni 2011 - 20:48

Ik heb slechts 1 bedenking:
Op een gegeven moment stel je daar Qtot = 2 * 1.125 C

Nu ik denk dat dit niet echt klopt. Bij condensatoren in serie is Qtot = Q 1 = Q 2 en mag je dus niet verdubbelen.

#8

*_gast_Bartjes_*

  • Gast

Geplaatst op 20 juni 2011 - 21:24

Ik heb slechts 1 bedenking:
Op een gegeven moment stel je daar Qtot = 2 * 1.125 C

Nu ik denk dat dit niet echt klopt. Bij condensatoren in serie is Qtot = Q 1 = Q 2 en mag je dus niet verdubbelen.


Ik neem aan dat je het hier over hebt:

a.) Een batterij van 12 V wordt in serie verbonden met twee condensatoren, n van 0.15 F en n van 0.25 F. Als de condensatoren opgeladen zijn worden ze losgekoppeld van de batterij en van elkaar. Hierna worden hun positieve platen met elkaar verbonden en hun negatieve platen met elkaar verbonden. Bereken nu hun nieuwe lading.


Wat is daar mis aan? Nadat ze opgeladen zijn worden de condensatoren immers parallel geschakeld.

Veranderd door Bartjes, 20 juni 2011 - 21:25


#9

aadkr

    aadkr


  • >5k berichten
  • 5441 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 20 juni 2011 - 21:42

Ze staan parallel . Dan klopt het verhaal.
Bij die laatste vraag zou ik de volgende formule gebruiken:
LaTeX

#10

NenSaaienTist

    NenSaaienTist


  • 0 - 25 berichten
  • 3 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 21 juni 2011 - 07:32

In de oorspronkelijke serieschakeling is Ceq = 9.372 * 10^-8 F
Dit wil zeggen dat voor de gehele schakeling de totale lading Qtot = Ceq *V of Qtot = 1.125 C
Bij het loskoppelen van de batterij, en het vervolgens in parallelschakelen verandert de totale lading niet. Qtot blijft dus 1.125 C.

In een serieschakeling met condensatoren is toch Qtot = Q1 = Q 2 ?

#11

Uomo Universale

    Uomo Universale


  • >250 berichten
  • 411 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 21 juni 2011 - 10:56

In de oorspronkelijke serieschakeling is Ceq = 9.372 * 10^-8 F
Dit wil zeggen dat voor de gehele schakeling de totale lading Qtot = Ceq *V of Qtot = 1.125 C
Bij het loskoppelen van de batterij, en het vervolgens in parallelschakelen verandert de totale lading niet. Qtot blijft dus 1.125 C.

In een serieschakeling met condensatoren is toch Qtot = Q1 = Q 2 ?

Met batterij in de schakeling zal er op de linkerkant van condensator 1 een lading -1.125 C komen, en op de rechterplaat +1.125 C. Op condensator 2 zal de rechterplaat een lading +1.125 C dragen en de linkerplaat -1.125 C.

Nu schakel je beide condensatoren los en verbind je de positieve en negatieve platen, dan wordt Qtot toch 2*1.125 C aan de ene kant en 2*-1.125 C aan de andere kant. Of niet?

Bekijk misschien ook eens de tekening aan de rechterkant, die verduidelijkt misschien wel wat.

Ze staan parallel . Dan klopt het verhaal.
Bij die laatste vraag zou ik de volgende formule gebruiken:
LaTeX

Maar hier heb je gewoon een formule waarvan ik alle 'onbekenden' gegeven heb. Het is de potentiaal V die gevraagd werd h..

#12

aadkr

    aadkr


  • >5k berichten
  • 5441 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 21 juni 2011 - 16:51

Misschien begrijp ik je vraag b) verkeerd. Daarvoor mijn excuus.
Ik lees je vraag b zo: Je hebt een condensator met een capaciteit van LaTeX
De uiteindelijke lading die de beide platen van de condensator krijgen, stellen we Q+ en Q-
Dan is toch het spanningsverschil te berekenen met de formule LaTeX

Veranderd door aadkr, 21 juni 2011 - 16:53






0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures