Ik heb hier al e.e.a. gelezen of gedrag van C's en L's, maar ik heb een variant hierop.
In de topic over "Condensator paradox" las ik over de "Wet van behoud van lading".
Hier weet ik een leuke variant op, met als opdracht: zoek de "fout".
Dit keer met twee condensatoren van ONGELIJKE capaciteit, C1 is geladen, C2 is ongeladen.
C2 is twee maal zo groot als C1.
"Onderkant" van de C's zijn verbonden met massa, de "bovenkant" van de beide C's zijn via een spoel en diode (in serie) met elkaar verboden, zodat C1 zich kan ontladen via de spoel en diode (anode richting de geladen C1) in C2. De spoel is relatief groot.
Goede (simulatie) waarden zijn:
C1 = 100u
C2 = 200u
L = 1mH+
Verder zijn alle serie weerstanden (i^2*R verliezen) gelijk aan nul.
Zie attachement !
Op moment t=0 wil C1 zich ontladen in C2 (via L en diode). Op moment dat C1 volledig leeg is, stroom nul en C2 maximaal is opgeladen, m.a.w.: circuit is in rust, dan heeft C2 een lading die gelijk is aan Vc1 * (sqrt(2)/2). Dus als C1 een voltage had van 100V, is C2 70.7V geworden.
Nu komt -ie: Met C1 = 100uF en C2=200uF, de lading in C1 was Qc1 = C1 * U1 = 100e-6 * 100 = 10e-3 Coulomb
De lading in C2 is nu Qc2 = C2 * U2 = 200e-6 * 70.7 = 14.14e-3 Coulomb.
Kortom, de lading is vermeerderd! Maar waar komt deze lading nu vandaan? De eerder genoemde "Wet van behoud van lading" gaat hier blijkbaar niet op. En of ik dit nu simuleer of meet met een meetopstellinkje, blijkbaar werkt 't wel zo. En als je gaat rekenen met energieen, is er geen energie verlies of winst; deze blijft constant, omdat op t=0 de energie in C1 gelijk is aan 0.5*C*U^2 = 0.5 * 100e-6 * 100^2 = 0.5 Joule, en op t=Inf geldt Ec2 = 0.5 * 200e-6 * 70.7^2 = 0.5 Joule. Energie blijft gelijk, lading vermeerderd.
Wie?
ps: Rekenfouten voorbehouden
De spanning in de screendump is < 70.7V ... hier zitten de verliezen van de diode bij in.
