Springen naar inhoud

[Elektronica] Diepe vraag over de impedantie Z.


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Qwertie

    Qwertie


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 12 februari 2006 - 00:32

Benieuwd naar het vernuft van dit forum plaats ik zorgvuldig mijn vraag:
Voor het gemak een twee in een vraag. Ik sluit een 12 volt halogeenlamp
direct aan op de 230 volt met tussenschakeling van een capacitor van
23 uF. Daar loopt dus een stroom door die capacitor die ook een spanningsval
heeft van zeker 218 volts. Maar hij wordt niet warm. Wie kan mij dat verklaren ?
-Dan een vraag die daar mee samenhangt : een LC kring is Z-Ohms bij resonantie.
Toch ? Dat kan 75 Ohm zijn of 400. Dat kan je variëren met de waarden.
Die kring verbruikt nauwelijks energie alleen voor de verliesweeerstand.
Beide zijn niet dissipatieve elementen. Bij nul Kelvin blijft die kring zelfs oscileren
zonder toegevoegde spanning. Je stookt er geen vermogen in. Maar nu verder.
Een resonerende open dipool antenne is echt niet zuiver Ohms maar zeker
weten dat dit ding veel energie kan wegstoken. Ook spanningsval hier en een
stroomwaarde. Is Z antenne een ander soort Z dan Z-LC kring ? Want in principe
is een antenne ook een LC kring. Een Z zonder reactantie. Hoe kan daar én stroom lopen én energie gebruiken ? Welke professor kan mij dat uitleggen ?

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

#2

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 12 februari 2006 - 10:54

Voor het gemak een twee in een vraag. Ik sluit een 12 volt halogeenlamp direct aan op de 230 volt met tussenschakeling van een capacitor van
23 uF.  Daar loopt dus een stroom door die capacitor die ook een spanningsval
heeft van zeker 218 volts. Maar hij wordt niet warm. Wie kan mij dat verklaren?

Goed, ten eerste: Er kan geen stroom lopen door een condensator. Immers, het zijn twee platen die een stuk van elkaar gescheiden zijn. Bij gelijkstroom is de condensator ook niks anders dan een stuk onderbroken circuit en zal verder geen effect hebben op het circuit in de steady-state situatie. Bij wisselspanning (en ik neem aan dat daar deze vraag over gaat), zal de condensator voor een fase-verschuiving van de stroom zorgen. Het enige wat de condensator kan is opladen en ontladen. Bij wisselspanning gaat er steeds lading op en af van de platen, maar de condensator kan geen energie dissipieren zoals een weerstand dat doet. Daardoor wordt deze dus ook niet warm.

Dan een vraag die daar mee samenhangt : een LC kring is Z-Ohms bij resonantie.
Toch ? Dat kan 75 Ohm zijn of 400. Dat kan je variëren met de waarden.
Die kring verbruikt nauwelijks energie alleen voor de verliesweeerstand.
Beide zijn niet dissipatieve elementen. Bij nul Kelvin blijft die kring zelfs oscileren
zonder toegevoegde spanning. Je stookt er geen vermogen in. Maar nu verder.  
Een resonerende open dipool antenne is echt niet zuiver Ohms maar zeker
weten dat dit ding veel energie kan wegstoken. Ook spanningsval hier en een
stroomwaarde. Is Z antenne een ander soort Z dan Z-LC kring ? Want in principe
is een antenne ook een LC kring. Een Z zonder reactantie. Hoe kan daar én stroom lopen én energie gebruiken ?  

Een ideal inductie-element en capacatieve element hebben geen energie dissipatie, alhoewel ze wel energie kunnen opslaan (inschakel-effect -> zie ook http://fourier.eng.h.../ch1/node5.html ).Behalve dat de elementen niet ideaal zijn zou ik niet weten waar die weerstand vandaan zou komen. Weet je dan ook zeker dan het alleen om een LC kring gaat en niet om LCR kring?

Welke professor kan mij dat uitleggen ?

Haha, ik ben absoluut geen professor hoor. ;p)
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton

#3

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6607 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 12 februari 2006 - 15:10

Goed, ten eerste: Er kan geen stroom lopen door een condensator.  
.......
.... Bij wisselspanning (en ik neem aan dat daar deze vraag over gaat), zal de condensator voor een fase-verschuiving van de stroom zorgen. Het enige wat de condensator kan is opladen en ontladen. Bij wisselspanning gaat er steeds lading op en af van de platen,

Deze uitspraken lijken mij wat tegenstrijdig. Bij wisselstroom loopt er wel degelijk stroom "door" de condensator. Hoe zouden de platen anders kunnen laden en ontladen?
De stroom steekt weliswaar niet over van de ene plaat op de andere, maar als er door de ene aansluiting stroom in gaat komt er door de andere aansluiting precies even veel stroom weer uit.
Bij een ideale condensator en bij sinusvormige spanning/stroom zijn spanning en stroom precies 90 graden in fase verschoven. Als je spaning en stroom momentaan met elkaar vermenigvuldigt zie je dat het resultaat wel degelijk een vermogen is. Maar dat vermogen gaat in de ene kwart periode de condensator in en komt er in de volgende kwart periode net zo hard weer uit. Op de lange duur is het saldo dus nul, maar er wordt wel vermogen heen en weer "gepompt".

#4

Qwertie

    Qwertie


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 13 februari 2006 - 00:20

Als je spaning en stroom momentaan met elkaar vermenigvuldigt zie je dat het resultaat wel degelijk een vermogen is. Maar dat vermogen gaat in de ene kwart periode de condensator in en komt er in de volgende kwart periode net zo hard weer uit. Op de lange duur is het saldo dus nul, maar er wordt wel vermogen heen en weer "gepompt".


Dat heet dan blind vermogen. Dat wordt door de kWh meter niet gemeten maar
het moet wel opgewekt worden en zorgt dan ook voor transportverliezen.

Een ideal inductie-element en capacatieve element hebben geen energie dissipatie, alhoewel ze wel energie kunnen opslaan (inschakel-effect -> zie ook http://fourier.eng.h.../ch1/node5.html ).Behalve dat de elementen niet ideaal zijn zou ik niet weten waar die weerstand vandaan zou komen. Weet je dan ook zeker dan het alleen om een LC kring gaat en niet om LCR kring?  


Dat wil ik nou graag weten na 100 jaar basic hoogfrequent techniek..
In een afgestemde LC kring gaat de stroom als een pendulum heen en weer.
(bij 0 Kelvin zijn er geen verliezen meer dus hoeft er ook niks aangevuld te worden) Kamerlingh Onnes te Leiden.
Als je een LC kring opentrekt krijg je een antenne. Maar er ontstaat ook een zuivere stookweerstand die kilowatts
kan 'dissiperen'. Een L en C zijn daar op zich niet toe in staat. Heren, waar blijven de netwerkformules,
de vectoren en de Smith-diagrammen ? Impedanties, reactanties, admitanties etc.
Ik ben nog over dit probleem iets tegengekomen.

#5

solarplanet

    solarplanet


  • >250 berichten
  • 380 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 16 februari 2006 - 16:00

Hallo interessante discussie ik heb ook een vraagje?

Klazon je schrijft dat de condensator zich in het eerste kwart vd periode oplaad en in het tweede kwart dus in de dalende sinuslijn weer ontlaad.

Is het niet zo dat in de dalende sinuslijn de spanning afneemt tot nul,en dat de condensator zich op het nul-punt ontlaad omdat anders de ontading tegen de afnemende laadspanning ingaat en alszodanig een afnemende weerstand vormt?

#6

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6607 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 16 februari 2006 - 16:23

Solarplanet,

ik vind je vraag nogal gecompliceerd gesteld.
De condensator ontlaadt zich als de spanning afneemt. De spanning is nl. recht evenredig met de lading. De evenredigheidsfactor noemen we de capaciteit.
Bovendien had ik het niet over de lading, maar over de richting van de energie. In het ene kwart van de periode loopt de energie naar de condensator, in het volgende kwart loopt die weer terug.

#7

Qwertie

    Qwertie


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 24 februari 2006 - 18:17

Om het nog makkelijker te maken : doordat de L en de C in resonantie zijn is er
geen fazeverschuiving meer. Wat gebeurt er dan met P=U*I*Phi ?

En what about Q? Het blijkt dat de stroomopslingering (Q) enorm toeneemt bij
lage
impedanties (bij b.v. inductieve verhitting) en blijkt juist onevenredig aan die Q die juist heel laag is bij die lage impedanties.
Wat is hier allemaal aan de hand ?[/u]

#8

Wimpie44

    Wimpie44


  • >250 berichten
  • 429 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 24 februari 2006 - 19:49

Neem de gemeenschappelijke component door de schakeling. Het is een serie-schakeling dus de stroom is de gemeenschappelijke component. De serie-schakeling is aangesloten op de netspanning die sinusvormig verloopt.

In dat geval is de spanningsval over de weerstand van de halogeenlamp in fase met de stroom. De spanning die ontstaat over de condensator ijlt 90 graden of pi/2 radialen achter op deze stroom. Deze beide spanningen zijn vector grootheden. Voor de condensator geldt dat Uc * I * cos(phi-c) = 0 omdat phi-c = 90 graden, cos(phi-c) = 0. Voor de weerstand geldt dat Ur * I * cos(phi-r) = Ur * I (want cos(phi-r) = 1, omdat phi-r = 0 graden).
De aansluitspanning Un van 230 volt is een ook een vector grootheid.

Dus Un(vector) = Ur(vector) + Uc(vector)

Het opgenomen vermogen is gelijk aan: Un * I * cos(phi). Hierbij is cos(phi) de cosinus van de hoek tussen de spanning over de halogeenlamp en de klemspanning, of de hoek tussen ohmse weerstand en de totale impedantie (schijnbare weerstand van de seriekring).

#9

*_gast_zeeman_*

  • Gast

Geplaatst op 04 maart 2006 - 19:15

Beste Klazon, bij een condensator aangesloten op een wisselspanning meet je de laad en ontlaadstroom.Er loopt geen stroom "door" de condensator.Dit is onmogelijk want de ideale condensator is een isolator.Als er wel een stroom "door" zou lopen,dan heb je geen condensator meer,maar wel een weerstand.(een defecte doorgeslagen condensator)Een condensator is niet zoals een accu waar er wel een stroom loopt tussen de electroden.Bij de ideale condensator is de inwendige weerstand oneindig.Bij een accu streeft men naar een zo klein mogelijke inwendige weerstand.Als een condensator warm wordt is er duidelijk iets mis.

#10

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6607 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 04 maart 2006 - 21:02

Beste Klazon, .....Er loopt geen stroom "door" de condensator.Dit is onmogelijk want de ideale condensator is een isolator..

Dat zeg ik toch? Ik schreef:

...De stroom steekt weliswaar niet over van de ene plaat op de andere, maar als er door de ene aansluiting stroom in gaat komt er door de andere aansluiting precies even veel stroom weer uit.

Voor de buitenwereld lijkt het alsof de stroom door de condensator loopt. Als je hem nl. beschouwt als een blackbox met twee aansluitingen dan komt er door de ene aansluiting precies even veel stroom naar buiten als er door de andere aansluiting naar binnen gaat. Dus kun je praktisch gewoon zeggen dat de stroom door de condensator loopt.

#11

*_gast_zeeman_*

  • Gast

Geplaatst op 04 maart 2006 - 21:25

Beste Klazon,we weten en zeggen het zelfde.Ik had je tekst aandachtiger moeten lezen.

#12

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6607 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 04 maart 2006 - 21:48

Okee, dan zijn we het eens.
De verwarring ontstaat waarschijnlijk doordat ik de dingen bekijk vanuit de platvloerse elektrische praktijk, terwijl anderen vaak wat precieser de puntjes op de wetenschappelijke i willen zetten.

#13

Qwertie

    Qwertie


  • 0 - 25 berichten
  • 4 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 05 juni 2006 - 08:53

Bart schreef:
Goed, ten eerste: Er kan geen stroom lopen door een condensator. Immers, het zijn twee platen die een stuk van elkaar gescheiden zijn.

en Zeeman schreef :
Beste Klazon, bij een condensator aangesloten op een wisselspanning meet je de laad en ontlaadstroom.Er loopt geen stroom "door" de condensator.Dit is onmogelijk want de ideale condensator is een isolator.Als er wel een stroom "door" zou lopen,dan heb je geen condensator meer,maar wel een weerstand.


Dus begrijp ik uit jullie verhaal dat als ik twee condensatoren in serie zet, er in die verbindingsdraad geen inductie onstaat wanneer ik daar een impedantie trafootje inzet ? Maak dat de kat wijs..

#14

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6607 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 05 juni 2006 - 09:21

Dat heb je mij niet horen zeggen.
Als twee condensatoren in serie staan dan loopt in de tussendraad precies dezelfde stroom als in de toevoerdraad en de afvoerdraad.
Dus als je daar een trafootje tussen zet zal dat gewoon werken.

Ik vraag me alleen af: in wat voor situatie zou je een trafo willen opsluiten tussen twee condensatoren? Ik kan me voorstellen dat je één condensator in serie zet om een gelijkstroomcomponent te blokkeren, maar waarom twee?

#15

*_gast_zeeman_*

  • Gast

Geplaatst op 05 juni 2006 - 16:28

Als je echt de zaken duidelijk wil zien,zou ik toch eens experimenteren met een functiegenerator,oscilloscoop,enkele condensatoren,spoelen en weerstanden.Drijf de frequentie langzaam op en kijk wat er gebeurd.Alleen met experimenteren krijg je een duidelijk inzicht in de theorie en kom je twee maal zo sterk in je schoenen te staan.Bouw de schakeling die je interresseerd,sluit die aan op de functiegenerator en bekijk de verschillende punten met de oscilloscoop.Op school krijg je meer nutteloze berekeningen die je nooit zult nodig hebben en veel te weinig praktijk.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures