condensatoren

[ukster]

Nog enkele rekenvoorbeelden.

Grootte en polariteit van de lading op condensatoren.pdf

(164.42 KiB) 108 keer gedownload

 
Mogen we de volgende conclusies trekken?

1. Aan dit soort condensatorschakelingen is goed te rekenen.
2. E_final<E_init (Energieparadox)
3. Q_final=Q_initdan wel Q_final≠Q_init  hangt af van de polariteit van de deelnemende condensatoren en hoe ze geschakeld zijn.

[Benm]

Ik ben bijna geneigd een paar elco's te pakken en te meten wat er gebeurd, maar ik vrees dat die dusdanig niet-ideaal zijn dan het resultaat niet veel zinnigs zegt (hoe dan ook meer verlies dan ze zou berekenen). 

[WillemB]

Volgens mij smokkel je met de manier van aansluiten, er is nogal een verschil of je twee condensatoren parallel zet of in serie
In je berekening hierboven zet je de eene keer de zaak in serie en de andere keer parallel.
 
De tekening lijkt het zelfde maar is het niet. Twee condensatoren parallel hebben de zelfde spanning.
Twee condensatoren in serie die je kort sluit geeft een totaal ander beeld, daarvan is het resultaat 0  Volt.

[ukster]

Er is geen (extern opgedrukte) spanning te bekennen,dus staan alle condensatoren in de genoemde voorbeelden in Serie.

Serie Parallel.jpg (9.92 KiB) 1512 keer bekeken

[Benm]

Bij een schakeling met exact 2 componenten die ieder 2 contacten hebben is er geen verschil tussen parallel en serie. Dat geldt ook voor totaal verschillende componenten, als je bijvoorbeeld 1 lamp op een accu aansluit dan kun je niet spreken van serie of parallelschakeling. 
 
Sluit je echter meerdere componenten aan, bijvoorbeeld 2 lampen op 1 accu, dan kun je die lampen in serie of parallel schakelen. Met 2 gelijke accu's en 2 gelijke lampen kun je zelfs precies dezelfde situatie krijgen in tenminste 3 verschillende manieren van aansluiten. 
 
Maar dat maakt voor het principe allemaal niets uit. Het lijkt me het beste alles zo simpel mogelijk te houden om de essentiele vraag te beantwoorden:
 
Wat gebeurd er als je 2 identieke condensatoren neemt, waarvan 1 geladen tot 1 volt en de ander ongeladen, en je ze vervolgens met elkaar verbindt?
 
Bij behoud van energie zou de spanning 0.5*sqr(2) over beide moeten zijn, gezien de energie in een condensator proportioneel is met de capaciteit en de spanning in het kwadraat. Bij behoud van lading zou je 0.5 volt overhouden en de rest van de energie opgaan in warmte/straling/whatever.
 
In de praktijk (met echte componenten) kom je op z'n best aan behoud van lading, en in de praktijk nog wat lager uit gezien je altijd verliezen hebt in weerstand van contacten, dielectrica en dergelijke. Als je dit met grote condensatoren (zeg 10.000 uF/100V) doet dan zie je de vonk ook echt wel bij het aansluiten. 

[WillemB]

Volgens mij gaat dat niet op door de definitie van spanning, dat is het verschil in potentiaal tussen TWEE punten.
 
Als je in de schakeling van ukster TWEE punten moet vaststellen om het voltage te bepalen, bepaal je ook gelijk
of het een SERIE of PARALEL schakeling is. 
 
Je zal toch in welke manier je het ook bereken een referentie punt en een meetpunt vast stellen, en een meetpunt
tov dat referentie punt. 

[ukster]

Het uitgangspunt (Serieschakeling) is steeds hetzelfde. ongeacht of het nu twee of meerdere condensatoren zijn.
Het vinden van een set vergelijkingen uit onderstaande punten.
1. :SIGMA: U=0
2.Hoe verdeeld de beginlading zich over de condensatoren in de eindtoestand.
 
Neem nu dit geval:

Serieschakeling condensatoren.jpg (11.8 KiB) 1509 keer bekeken

1. U1-U2+U3=0
    U1+U3=U2
    q1/C1+q3/C3=q2/C2
C2 heeft de grootste lading en zal een gedeelte hiervan afstaan aan C1 en aan C3
2. q3=Q2-q2
    q1=Q1+(Q2-q2)
    q2=Q1+Q2-q1
     q2=120-q1
     q3=Q2-(120-q2)
     q3= -40+q1
Hiermee is q1,q2 en q3 bekend.
De juistheid ervan kan dan gecheckt worden met  q1/C1+q3/C3=q2/C2  [Volt]

Uitwerking.pdf

(97.18 KiB) 119 keer gedownload

 

[ukster]

Altijd E_final < E_init   en soms   Q_final > Q_init