[elektriciteit] probleem formules en omzetting voor inductie en impedantie.

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Berichten: 2.504

[elektriciteit] probleem formules en omzetting voor inductie en impedantie.

In mijn cursus staan enkele oefeningen over spoelen en condensatoren.

Steeds wordt een sinusfunctie gegeven om die te beschrijven, en dan wordt gevraagd deze te noteren in carthesische vorm.

Hiermee bedoelen ze de cartesische vorm van een complex getal, namelijk
\(\overline{U} = U \cdot (cos(\alpha) + j \cdot sin(\alpha))\)
(we gebruiken het symbool j ipv i, om verwarring met stroomsterkte te voorkomen.

Nu vraag ik me af, hoe zet ik dat om?

de U is simpelweg
\(\sqrt{a^2 + b^2}\)
vanuit de formule z = a + b*j

Maar hoe zet ik dit om vanuit sinusvorm? Moet ik simpelweg aannemen dat
\(\overline{U} = U \cdot (cos(\alpha) + j \cdot sin(\alpha))\)
reeds de formule is en dat de cosnius wegvalt? Of is er meer dat moet gedaan worden? Het staat niet vermeld in mijn cursus, de docent in kwestie is er niet en op het forum van mijn klas wordt niet geantwoord...
"Invisible Pink Unicorns are beings of great spiritual power. We know this because they are capable of being invisible and pink at the same time. Like all religions, the Faith of the Invisible Pink Unicorns is based upon both logic and faith. We have faith that they are pink; we logically know that they are invisible because we can't see them."

Berichten: 582

Re: [elektriciteit] probleem formules en omzetting voor inductie en impedantie.

Als je eens een voorbeeld van zo'n oefening zou kunnen geven kan ik misschien helpen. Bovenstaande probleemstelling is me echter niet geheel duidelijk.

Berichten: 2.504

Re: [elektriciteit] probleem formules en omzetting voor inductie en impedantie.

Een voorbeeld:

"Geef voor volgende functies de cartesische notatie, de polaire notatie en het vectordiagram. Welke grootheid ijlt voor?

u(t) = 325V * sin(
\(\omega\)
* t)

i(t) = 7A * sin(
\(\omega\)
* t -
\(\frac{\pi}{2}\)
)"
"Invisible Pink Unicorns are beings of great spiritual power. We know this because they are capable of being invisible and pink at the same time. Like all religions, the Faith of the Invisible Pink Unicorns is based upon both logic and faith. We have faith that they are pink; we logically know that they are invisible because we can't see them."

Berichten: 582

Re: [elektriciteit] probleem formules en omzetting voor inductie en impedantie.

Evil Lathander schreef:Een voorbeeld:

"Geef voor volgende functies de cartesische notatie, de polaire notatie en het vectordiagram. Welke grootheid ijlt voor?

u(t) = 325V * sin(
\(\omega\)
* t)

i(t) = 7A * sin(
\(\omega\)
* t -
\(\frac{\pi}{2}\)
)"
Is
\(\alpha\)
niet gewoon 0 in dit geval?

Berichten: 7.068

Re: [elektriciteit] probleem formules en omzetting voor inductie en impedantie.

Nu vraag ik me af, hoe zet ik dat om?
\(e^{j \alpha} = \cos(\alpha) + j \sin(\alpha)\)
\(A \cos(\omega t + \phi) = \Re(A e^{j (\omega t + \phi)}) = \Re(A e^{j \phi} e^{\omega t}) \rightarrow A e^{j \phi}\)
Dit laatste is de 'Phasor' (en wel in polaire notatie). Let op! Hoewel de phasor hetzelfde signaal als de cosinus representeert, zijn deze phasor en de cosinus wiskundig gezien NIET gelijk aan elkaar (vandaar de pijl en niet een 'is gelijk'-teken).
Maar hoe zet ik dit om vanuit sinusvorm?
Sinus omschrijven naar een cosinus van de bovenstaande vorm en dan A en \(\phi\) aflezen.

Berichten: 2.504

Re: [elektriciteit] probleem formules en omzetting voor inductie en impedantie.

Dus in dit geval, voor u(t)

1)
\(\sin(\alpha) = \cos(\frac{\pi}{2} - \alpha)\)
of
\(\sin(\alpha) = \cos(\alpha + \frac{\pi}{2})\)
2)
\(325 \cdot \sin(\omega \cdot t) = 325 \cdot \cos(\omega \cdot t + \frac{\pi}{2})\)
Dan komen we bij:
\(325 \cdot \cos(\omega \cdot t + \frac{\pi}{2}) = \Re(325 \cdot e^{j (\omega t + \frac{\pi}{2})}) = 325 \cdot e^{j \cdot \frac{\pi}{2}}\)
en dus krijgen we in de cartesische vorm:
\(\overline{U} = 325 \cdot j\)
en als ik me niet vergis, ijlt geen van beide voor op elkaar, ze zijn symmetrisch, maar dat ben ik niet zeker. Ik vermoed het, omdat de sinus van de stroom 90° teruggetrokken wordt
"Invisible Pink Unicorns are beings of great spiritual power. We know this because they are capable of being invisible and pink at the same time. Like all religions, the Faith of the Invisible Pink Unicorns is based upon both logic and faith. We have faith that they are pink; we logically know that they are invisible because we can't see them."

Berichten: 7.068

Re: [elektriciteit] probleem formules en omzetting voor inductie en impedantie.

Je gonio is niet goed.
\(u(t) = 325 \cdot \sin(\omega t) = 325 \cdot \cos(\omega t - \frac{\pi}{2}) \rightarrow U = 325 e^{-j \frac{\pi}{2}}\)
\(i(t) = 7 \cdot \sin(\omega t - \frac{\pi}{2}) = 7 \cdot \cos(\omega t - \pi \rightarrow I = 7 e^{-j \pi}\)
Je kunt aan de fases in de fasoren meteen zien dat de signalen niet in fase lopen. Teken een plaatje van deze fasoren. Kijk dan hoe je moet de ene vector moet draaien om hem op de ander te krijgen. Moet je die vector met de klok meedraaien? Dan ijlt die vector na (en de ander dus voor). Moet je hem tegen de klok in draaien? Dan ijlt deze vector voor (en de andere dus na).

Berichten: 2.504

Re: [elektriciteit] probleem formules en omzetting voor inductie en impedantie.

Je gonio is niet goed.
\(\sin(\alpha) = \cos(\frac{\pi}{2} - \alpha)\)


Voor maar eens in een rekentoestel: sin30 en cos(90-30), allebei gelijk aan 0.5
"Invisible Pink Unicorns are beings of great spiritual power. We know this because they are capable of being invisible and pink at the same time. Like all religions, the Faith of the Invisible Pink Unicorns is based upon both logic and faith. We have faith that they are pink; we logically know that they are invisible because we can't see them."

Berichten: 582

Re: [elektriciteit] probleem formules en omzetting voor inductie en impedantie.

Heb je ook die 2de gelijkheid
\(\sin\left(\alpha\right)=\cos\left(\alpha+\frac{\pi}{2}\right)\)
gecontroleerd?

Berichten: 2.504

Re: [elektriciteit] probleem formules en omzetting voor inductie en impedantie.

Heb je ook die 2de gelijkheid
\(\sin\left(\alpha\right)=\cos\left(\alpha+\frac{\pi}{2}\right)\)
gecontroleerd?
Sin(30) = 0.5

Cos(30+90) = -0.5

Dus niet hetzelfde
"Invisible Pink Unicorns are beings of great spiritual power. We know this because they are capable of being invisible and pink at the same time. Like all religions, the Faith of the Invisible Pink Unicorns is based upon both logic and faith. We have faith that they are pink; we logically know that they are invisible because we can't see them."

Berichten: 2.504

Re: [elektriciteit] probleem formules en omzetting voor inductie en impedantie.

Dus, om even te hernemen

eerst werdt er gezegd dat
\(\sin(\alpha) = \cos(\alpha + \frac{\pi}{2}\)
Dat klopt niet, kan uit vele voorbeelden bepaald worden.

sin(270) is niet cos(360)

sin(220) is niet cos(310)

enz...

de correcte formule is:
\(\sin(\alpha) = \cos(\alpha - \frac{\pi}{2}\)
uitvoorbeelden blijkt:

sin(270) = cos(180)

en

sin(220) = cos(130)

Dus hadden we
\(325 \cdot \sin(\omega \cdot t) = 325 \cdot \cos(\omega \cdot t - \frac{\pi}{2})\)
\(325 \cdot \cos(\omega \cdot t - \frac{\pi}{2}) = \Re(325 \cdot e^{j (\omega t - \frac{\pi}{2})}) = 325 \cdot e^{j \cdot - \frac{\pi}{2}}\)
en dat wordt
\(\overline{U} = - 325 \cdot j\)
(cartesisch)

Zelfde systeem voor de stroom toegepast krijgen we
\(\overline{I} = -7 \cdot j\)
(cartesisch)

en indien ik me niet vergis ijlt de spanning voor op de stroom. Ze worden namelijk allebei op de grafiek naar links getrokken ten opzichte van hun originele positie, maar de stroom meer dan de spanning
"Invisible Pink Unicorns are beings of great spiritual power. We know this because they are capable of being invisible and pink at the same time. Like all religions, the Faith of the Invisible Pink Unicorns is based upon both logic and faith. We have faith that they are pink; we logically know that they are invisible because we can't see them."

Berichten: 7.068

Re: [elektriciteit] probleem formules en omzetting voor inductie en impedantie.

Evil Lathander schreef:
\(\sin(\alpha) = \cos(\alpha - \frac{\pi}{2}\)
uitvoorbeelden blijkt:
Dat is natuurlijk geen bewijs. Hoe weet je nu dat je niet toevallig naar de verkeerde voorbeelden kijkt? Teken een rechthoekige driehoek. Noem een scherpe hoek van een hoek \(a\). Druk de andere hoek ook uit in \(a\). Druk nu een van de zijden uit in zowel een sinus als een cosinus dan heb je je verband.
Zelfde systeem voor de stroom toegepast krijgen we
\(\overline{I} = -7 \cdot j\)
(cartesisch)
Nee.
en indien ik me niet vergis ijlt de spanning voor op de stroom.
Dat klopt.
Ze worden namelijk allebei op de grafiek naar links getrokken ten opzichte van hun originele positie, maar de stroom meer dan de spanning
Voor- en naijlen gaat ten opzichte van elkaar, niet ten opzichte van een of andere 'orginele positie'.

Berichten: 2.504

Re: [elektriciteit] probleem formules en omzetting voor inductie en impedantie.

Dat is natuurlijk geen bewijs. Hoe weet je nu dat je niet toevallig naar de verkeerde voorbeelden kijkt? Teken een rechthoekige driehoek. Noem een scherpe hoek van een hoek \(a\). Druk de andere hoek ook uit in \(a\). Druk nu een van de zijden uit in zowel een sinus als een cosinus dan heb je je verband.
Indien je het bewijs wil, teken dan de goniometrische cirkel en teken in ieder kwadrant een hoek, vind de sinus en bekijk dan hoe je van iedere hoek dezelfde waarde via de cosinus kan vinden. Het gebeurt steeds door 90 graden te verminderen.

Uit de 4 kwadranten:

Eerste kwadrant: sin(30) = cos(-60)

Tweede kwadrant: sin(115) = cos(25)

Derde kwadrant: sin(257) = cos(167)

Vierde kwadrant: (sin 289) = cos(199)

Ieder en elk geval dat mogelijk kan voorkomen is nu gedocumenteerd en het patroon is duidelijk:
\(\sin(\alpha) = \cos(\alpha - \frac{\pi}{2})\)
en even rekenen voor die stroom
\(7 \cdot \sin(\omega \cdot t - \frac{\pi}{2}) = 7 \cdot \cos(\omega \cdot t - \frac{2 \cdot \pi}{2})\)
\(7 \cdot \cos(\omega \cdot t - \frac{2 \cdot \pi}{2}) = 7 \cdot e^{j \cdot \omega \cdot t} \cdot e^{- j \cdot \pi} = 7 \cdot e^{-j \cdot \pi}\)
\(7 \cdot e^{-j \cdot \pi} = 7 \cdot(cos(- \pi) + j \cdot sin(- \pi))\)
We bepalen:
\(cos(- \pi) = 0\)
\(sin(- \pi) = -1\)
Dus:
\(7 \cdot 0 + 7 \cdot j \cdot -1 = -7 \cdot j\)
Waar zit de fout volgens jou?
"Invisible Pink Unicorns are beings of great spiritual power. We know this because they are capable of being invisible and pink at the same time. Like all religions, the Faith of the Invisible Pink Unicorns is based upon both logic and faith. We have faith that they are pink; we logically know that they are invisible because we can't see them."

Berichten: 7.068

Re: [elektriciteit] probleem formules en omzetting voor inductie en impedantie.

Indien je het bewijs wil,
Ik heb je net verteld hoe je dit kan bewijzen voor een willekeurige hoek a.
Ieder en elk geval dat mogelijk kan voorkomen is nu gedocumenteerd en het patroon is duidelijk:
\(\sin(\alpha) = \cos(\alpha - \frac{\pi}{2})\)
Wat ik wilde aangeven is dat een patroon geen bewijs is.
We bepalen:
\(cos(- \pi) = 0\)
\(sin(- \pi) = -1\)
Kijk hier nog eens goed naar...

Berichten: 2.504

Re: [elektriciteit] probleem formules en omzetting voor inductie en impedantie.

Kijk hier nog eens goed naar...
nu je het zegt zie ik wat er fout is, ik schrijf wel 180 maar gebruik 90...
\(\sin(- \pi) = 0\)
\(\cos(- \pi) = -1\)
Dus is de uitkomst
\(\overline{I} = -7\)
"Invisible Pink Unicorns are beings of great spiritual power. We know this because they are capable of being invisible and pink at the same time. Like all religions, the Faith of the Invisible Pink Unicorns is based upon both logic and faith. We have faith that they are pink; we logically know that they are invisible because we can't see them."

Reageer