Springen naar inhoud

[Elektronica] LC-circuit, hoe zat dat met fase van V en I?


  • Log in om te kunnen reageren

#1

DePurpereWolf

    DePurpereWolf


  • >5k berichten
  • 9240 berichten
  • VIP

Geplaatst op 30 januari 2007 - 11:35

Okee, het is al weer een tijd geleden dat ik met LC circuits heb zitten werken. Maar ik zou graag een 'forced oscillator' in de vorm van een microbalkje dat in vibratie word gebracht door een elektrosctatisc wisselend veld willen modeleren door het te bekijken als een ®LC circuit.

Nou kan ik in principe veel vinden over LC circuits, maar ik ben eigelijk opzoek naar het fase verschil van spanning en stroom naar maten de frequentie verandert. Ik meen me te herinneren dat bij resonantie de spanning in fase is met de stroom, of juist helemaal uit fase, dat kan ook.

Kan iemand me meer vertellen over dit geen, mischien iemand met een beter geheugen/minder lang geleden.

Iemand ideeen?

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

#2

DePurpereWolf

    DePurpereWolf


  • >5k berichten
  • 9240 berichten
  • VIP

Geplaatst op 30 januari 2007 - 13:26

Okee, ik had even verder gezocht over een bode-diagram. Het nadeel is dat ik een parallel LC-circuit heb, waarbij ik niet fysiek de spanning over de spoel of de capaciteit kan meten, ik kan alleen de spanning en de stroom over de hele LC meten.

#3

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 30 januari 2007 - 18:52

Ik weet niet hoe ver je kennis reikt in de electriciteitswereld, maar je kunt het eerst theoretisch bekijken door de impedantie van het systeem uit te rekenen. Deze is door de L en de C afhankelijk van de frequentie.

Door de absolute waarde en argument van de impedantie te plotten tegen de frequentie, krijg je een bode diagram cq phase diagram.
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton

#4

DePurpereWolf

    DePurpereWolf


  • >5k berichten
  • 9240 berichten
  • VIP

Geplaatst op 31 januari 2007 - 10:26

Yep, het is weer teruggekomen van mijn dagen in eindhoven (hbo-TN) maar het probleem dat ik heb is dat ik geen apparte VL(t), of VC(t) kan meten. Met andere woorden, ik kan geen bode diagram samenstellen door de spanning appart over de L of de C te meten. Dat is hoe men normaal een bode diagram kan samen stellen. Het LC circuit is een geslote doos voor mij.

Maar ik zal even gaan kijken naar de impedantie. Ik ben inderdaad niet thuis in de electronica wereld. Al kan ik zeggen dat ik hier genoeg apperatuur tot mijn beschikking heb. Functie generator, oscilloscoop, network analyser, LCR meter.

Een referentie zou dus erg makkelijk zijn, het is namelijk moeilijk mensen van de electronica hier te overtuigen als ik zelf de ballen verstand er niet van heb.

Heb trouwens gisteren de membraan aan een functiegenerator gelegd. Met de oscilloscoop zag ik dat de stroom eerst 90 graden uit fase is met de spanning, maar met vergroten van de frequentie kwam het in fase. 0 graden dus.
Ook, de stroom gaat van een heel kleine amplitude naar een grote amplitude bij het vergroten van frequentie. Een beetje als volgt:
    ___

___/

Maar niet genoeg om een resonante frequentie aan te wijzen.

#5

bram2

    bram2


  • >250 berichten
  • 255 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 31 januari 2007 - 10:46

LC seriekring (spoel en capaciteit worden ideaal verondersteld)

Ik ga ervan uit dat je een bepaalde spanning oplegd en kijkt naar de stroom

( LaTeX )

impedantie van een spoel LaTeX
impedantie van een capaciteit LaTeX
Serieimpedantie geeft dus LaTeX

interpretatie : als LaTeX Z = oneindig => geen stroom (condesator is open klem voor DC)

als LaTeX klein is is de Z = - jX (de waarde van X is niet uitgewerkt) , dus stroom komt 90 graden na spanning

als LaTeX (dit heet de resonantiefrequentie) dan is Z = 0 dus de stroom oneindig (geen weerstand)

als LaTeX nog groter wordt dan wordt Z = jX dus stroom 90 graden voor op spanning

als LaTeX heel groot wordt gaat de impedantie naar oneidnig => geen stroom meer

In het ideale geval krijg je dus eerst -90 graden faseverschil, bij LaTeX even 0 graden en dan +90 graden .

De amplitude van de stroom begin op 0, stijgt wordt oneindig bij LaTeX en daalt dan terug naar 0

Er zijn natuurlijk enkele verschillen met de praktijk de stroom zal niet oneindig worden maar groot, de fasesprong bij resonantiefrequentie zal niet plots gebeuren maar geleidelijk.

Je kan bv is kijken wat er gebeurt als de spoel niet ideaal is maar een serieweerstand heeft (meestal zijn condensatoren idealer als spoelen)

#6

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6612 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 31 januari 2007 - 10:46

Waarom moet je de spanning over L en C apart meten?
In een eerder bericht zeg je dat ze parallel staan. Dan is dat toch dezelfde spanning?

#7

DePurpereWolf

    DePurpereWolf


  • >5k berichten
  • 9240 berichten
  • VIP

Geplaatst op 31 januari 2007 - 13:28

Okť, ik zal eens beginnen met wat achtergrond informatie te geven.
Eerst over een variabele capaciteit. Dit is een membraam, dus hoe meer voltage je er op zet, hoe meer kracht op de membraan wanden, ze komen dichterbij, en de capaciteit gaat dus omhoog.

Welnu, een membraam is ook een gedreven harmonische oscillator. Waarvoor geldt:
LaTeX
Dit is gelijk aan een LC-circuit (in parallel).
bron

Voor een LC circuit geldt:
LaTeX
En hetzelfde geld voor spanning.
Dus, een variabele capaciteit kun je modeleren als een L en C in parallel. Maar het is en blijft een capaciteit. Dus je kunt niet de inductance meten, en dan de C. De C is variabel, en de L waarschijnlijk ook.

Dit hele circuitje is trouwens niet ideaal, er zit wel degelijk een R in, omdat het gedempt wordt door lucht wrijving. Maar ik wil het even simpel houden. In de toekomst zal ik de membraan in vacuum stoppen om het te meten, zodat het meer een LC circuit benadert. Maar tot dan wil ik experimenteren door het onder normale druk te bekijken. Als jij (bram2) zegt dat in principe voor een LC circuit de fase om moet slaan, en bij resonantie de fase gelijk is, wil ik dat wel eens gaan proberen onder vacuum. Als dat zo is kan ik een Agilent-VEE program schrijven die oscilloscoop en functie generator bestuurd. Al ben ik wel bang dat, zoals jij zegt, de fae overgang te geleidelijk is om echt een duidelijke resonantie frequentie aan te tonen.


Wat ik mischien wel kan meten is de inpedantie (Z). Maar zoals ik al zei, is dit heel lang geleden voor mij, en weet ik er niet meer veel van.

@klazon, inderdaad, als in parallel is de spanning gelijk.

#8

DePurpereWolf

    DePurpereWolf


  • >5k berichten
  • 9240 berichten
  • VIP

Geplaatst op 02 februari 2007 - 11:51

update: Ik ben van plan om het met een impedantie meter te gaan meten. Hopelijk dat bij resonantie de impedantie piekt.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures