Werking van condensator als filter

NaSc

Hallo!

Ik probeer erachter te komen wat de functie van een condensator is bij het uitfilteren van bijvoorbeeld te hoge of te lage frequenties in een geluidssignaal.

Nou zou ik hier graag iets schrijven over een beginnetje qua kennis hierover, maar dat is er helaas dus niet.

Ik begrijp wel hoe een condensator basaal werkt, maar ik zie het component alleen als opslag van energie. Hoe hangt dat samen met zijn filterfunctie?

317070

In het kort: voor oneindig grote frequenties werkt een condensator als een kortsluiting. Voor oneindig lage frequenties (in DC) als niet verbonden. Alles daar tussenin is een verloop van niet verbonden naar een kortsluiting. Het is dus erg geschikt om filters mee te maken voor een bepaalde frequentie.

NaSc

Hoe werkt een condensator dan als kortsluiting?

En een condensator werkt toch juist alleen op gelijkstroom?

Fuzzwood

Bedenk eens het volgende: de stroom gaat een richting uit, wat doet de condensator? De stroom gaat ineens de andere richting uit, wat doet de condensator?

Er zijn condensators die ook wisselspanning aankunnen.

NaSc

In de ene richting wordt de condensator opgeladen en in de andere richting ontlaadt de condensator. In de oplaad-richting geeft de condensator dus geen stroom af, geldt dat dan als het uitfilteren van frequenties?

Fuzzwood

Wat gebeurt er in de 2e cyclus met de lading die de condensator op de niet-geladen plaat laadt?

NaSc

Die wordt verbruikt en er gaat een spanning over een eventuele weerstand in de tweede cyclus lopen?

Anton_v_U

Laten we het stap voor stap benaderen. Energie is niet het begrip waar het om draait. Het gaat om het verband tussen spanning, stroom en frequentie.

Wat je absoluut eerst moet begrijpen: Je weet wat er gebeurt met de spanning over een condensator als er een stroom doorheen loopt: de condensator laadt op of ontlaadt. En je weet wat een wisselstroom is: een stroom die met een bepaalde frequentie omkeert (van richting verandert). Je kunt je dus voorstellen dat een wisselstroom een condensator beurtelings oplaadt en ontlaadt waarbij de polariteit van de spanning steeds wisselt. De spanning over de condensator is dan dus een wisselspanning met dezelfde frequentie.

Door een condensator loopt een wisselstroom, de stroom als functie van de tijd verloopt als een sinus.

(1) Wat gebeurt er met de spanning over de condensator in de periode dat de stroom positief is (de positieve bult van de sinus) en wat gebeurt er met de spanning over de condensator in de periode dat de stroom negatief is.

We verdubbelen de frequentie van de wisselstroom. De amplitude van de stroom blijft hetzelfde.

(2) Wat kun je zeggen over de grootte van het spanningsverschil over de condensator tijdens de positieve en negatieve periode van de stroom als je dat spanningsverschil vergelijkt met het spanningsverschil dat je in (1) waarneemt?

(3) De conclusie is: bij een hogere frequentie van de wisselstroom en bij gelijke amplitude van de stroom is de amplitude van de spanning groter/gelijk/kleiner.

We draaien het nu om. We zetten een wisselspanning over de condensator. De conclusie (3) kun je ook formuleren:

(4) Bij een hogere frequentie en een gelijke spanning wordt de stroom door de condensator groter/gelijk/kleiner.

De conclusie (4) kunnen we ook herformuleren als:

(5) Bij een hogere frequentie geleidt een condensator de stroom gemakkelijker/net zo gemakkelijk/moeilijker.

opm. Gemakkelijk geleiden kun je ook formuleren als: er is een kleine spanning nodig om een grote stroom te laten lopen.

We hebben het gehad over een verdubbeling van de frequentie.

(6) Als de frequentie vele malen hoger wordt zodat er nauwelijks meer spanningsverschil is tijdens het opladen en ontladen van de condensator, kan er dan een heel grote of een heel kleine (wissel)stroom door de condensator lopen als je de spanning laat toenemen?

Beschouw een condensator en een weerstand in serie. Zet er een wisselspanning op. We hebben gezien dat er bij een hogere frequentie een (kleinere/grotere) spanning over de condensator staat. Denk na over het volgende:

7a) Bij een zeer hoge frequentie geleidt de condensator (beter/slechter) dus vrijwel alle spanning staat over de (condensator/weerstand). Dat betekent dat in het geluidssignaal - de spanning - die je over de condensator meet, de hoge frequenties worden (tegengehouden/doorgelaten). De spanningsdeler van weerstand en condensator, gedraagt zich dus als (hoogdoorlaatfilter/laagdoorlaatfilter) als je kijkt naar de spanning over de condensator.

opm. een hoogdoorlaatfilter laat signalen met een hoge frequentie door. Omdat in een geluidssignaal hoge en lage frequenties voorkomen, worden de lage frequenties tegengehouden en de hoge frequenties doorgelaten waardoor de klankkleur verandert.

7b) Formuleer een analoge redenering voor de spanning over de weerstand bij zeer lage frequenties.

8) Leg uit dat de condensator een kortsluiting is voor zeer hoge frequenties en een open circuit voor zeer lage frequenties.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Werking van condensator als filter

Werking van condensator als filter

Re: Werking van condensator als filter

Re: Werking van condensator als filter

Re: Werking van condensator als filter

Re: Werking van condensator als filter

Re: Werking van condensator als filter

Re: Werking van condensator als filter

Re: Werking van condensator als filter