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Kondensatorschaltung |
Tube21 
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Hallo leute ich habe gerade ein Problem bei einer Kondensator aufgabe.
Die Aufgabe : link:
Ich hab am Anfang gleich probleme :
Mein Ansatzt 4.1
U = R*I = 10 ohm * 7,4A = 74 V
Aber jetzt weiss ich gar nicht wie ich weiter vorgehen soll um C1 raus zu kriegen.
Die Formel T = R* C hilft mir im moment auch nicht weiter.
Viele Grüße
Tube21
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15.08.2012 11:38 |
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Lord Nobs
Moderator
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Hallo
Genau diese Aufgabe hatten wir
hier schon einmal. Leider sind durch ein technisches Problem ein Teil der Formeln verschwunden. Ich werde mal sehen was sich rekonstruieren lässt.
Viele Grüße
Lord Nobs
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1Nm = 1Ws = 1J
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15.08.2012 13:18 |
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Tube21
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Hallo lord Nobs,
ich poste dir mal meine Musterlösung , weil ich habe die rechnung meiner Musterlösung nicht so richtig verstanden.
Kannst du mir bitte erklären wie die das C so schnell ausgerechnet bei meiner Musterlösung.
Warum habe die da: U0 - Ur1 gerechnet ?
Und wie kommen die da dann so schnell auf das C?
http://www.pic-upload.de/view-15612973/IMG_0438.jpg.html
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15.08.2012 15:04 |
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Lord Nobs
Moderator
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Hallo
Ich habe hier mit dem Strom gerechnet. Der fällt in 2ms von 20A auf 7,4A.
Der Quotient ist 0,37. Davon der ln ist -1.
Die Zeitkonstante T ist also gerade so groß wie die verstrichene Zeit von 2ms.
In der Musterlösung rechnen sie mit der Spannung. U_0 - U_R1 ist die Spannung am Kondensator. Die steigt in 2ms auf 63%=0,63 der U_0.
Die Rechnung
ln(1-0,63)=-1
haben sie in der Musterlösung nicht hingeschrieben.
Die verbirgt sich hinter der Aussage der dritten Zeile:
"Daraus folgt (Pfeil): Zeitkonstante ist gleich 2ms.
Viele Grüße
Lord Nobs
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1Nm = 1Ws = 1J
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15.08.2012 18:47 |
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Tube21
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Aber woher bekommen die auf einmal das C raus?
Da steht T = R*c Haben die für T = 100ms eingesetzt oder wie?
In 100ns ist ja ein kondensator vollständig aufgeladen oder was haben die genau gemacht?
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15.08.2012 18:59 |
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Lord Nobs
Moderator
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Hallo
Bei der Ladung eines Kondensators C über einen Widerstand R nimmt der Ladestrom nach einer e-Funktion ab. Die Spannung steigt nach einer ähnlichen Funktion an.
Nach Ablauf der Zeit T=R*C ist der Strom auf das 1/e fache des Anfangsstroms abgefallen. Das sind 1/e=0,37.
Die Spannung ist in der gleichen Zeit angestiegen auf das (1-1/e) fache der Endspannung. Der Wert ist (1-1/e)=0,63
Daraus schließt man in der Musterlösung, dass genau einmal die Zeit T=R*C vergangen ist zwischen dem Schließen des Schalters und der Messung nach 2ms.
Daraus folgt
T=R*C=2ms
R ist bekannt. Dann kann man C ausrechnen.
Dieses C ist die Kapazität aller Kondensatoren, die eingeschaltet sind.
In dieser ganzen Schaltung ist nur C_1 unbekannt. Damit kann man ihn ausrechnen.
Wenn nicht zufälligerweise genau einmal T=R*C vergangen wäre, hätte man mit ln rechnen müssen. Das habe ich in meiner Lösung getan.
Viele Grüße
Lord Nobs
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1Nm = 1Ws = 1J
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16.08.2012 10:08 |
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Lord Nobs
Moderator
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Hallo
Ich rechne das so:
C=2ms/10 Ohm=200uF
Viele Grüße
Lord Nobs
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17.08.2012 13:44 |
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Tube21
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Kannst du mir zeigen wie du das mit den einheiten gemacht hast?
Wäre schön wenn du mir das erklären konntest.
Ich hab mich mal ein wenig durch die 4.3 anhand der Lösung durchgearbeitet.
Bekomme auch das richtige ergebnis raus für Cab = 204,3 uF
Hab allerdings jetzt probleme bei der 4.4 mit den Spannungen.
U1 habe ich rausbekommen:
U1 = 200V *200uF/204,3uf = 196 V
ABer wie bekomme ich jetzt U2 raus?
WIe wende ich da jetzt genau die kapazitive spannungsteiler formel an ?
Ich hab bei so etwas große probleme .
Und wäre auch nett wenn du noch meine vorige frage beantworten könntest:
Nach der musterlösung scheinen C4 und C3 in reihe zu sein , woran erkennt man das genau?
Weil ich habe manchmal probleme das nachzuvollziehen .
Gibt es irgend einen trick woran man das erkennen kann Lord Nobs?
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17.08.2012 14:50 |
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Lord Nobs
Moderator
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Hallo
Wenn du als Strom von a nach b willst und wählst den Weg durch C4, dann musst du auch durch C3 durch. Da gibt es sonst keine Möglichkeit. Daraus folgt C4 und C3 sind in Reihe geschaltet. Der Strom der durch C4 fließt ist genau der gleiche , der auch durch C3 muss.
Ansonsten hast du die Wahl. Du kannst direkt durch C1 von a nach b kommen oder durch C5 oder durch C4 und C3.
Diese Wege sind parallel. C1 ist parallel zu C5 und parallel zur Reihenschaltung C4 und C3.
1 Ohm= 1V/1A.
Viele Grüße
Lord Nobs
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1Nm = 1Ws = 1J
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17.08.2012 17:45 |
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Tube21
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Kannst du mir genau erklären wie ich die spannungen berechnen kann?
Ich komme trotzdem nicht auf 200 uF
C = T/R = 2ms*A/ 10V = 1/5 mF
Wie kommst du auf 200?
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17.08.2012 19:16 |
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Lord Nobs
Moderator
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Hallo
Ein Fünftel Milli-Farad sind gleich zweihundert Mikro-Farad!
Wenn du durch 10V dividierst, kann nicht die richtige Einheit rauskommen.
Sekunde geteilt durch Ohm ergibt Amperesekunde pro Volt. Das sind Farad.
Viele Grüße
Lord Nobs
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18.08.2012 12:51 |
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Tube21
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Oh man irgendwie verstehe ich das nicht.
Kannst du mir nicht bitte eine ausführliche rechnung reinstellen.
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18.08.2012 14:08 |
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Lord Nobs
Moderator
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Hallo
Wie wär's damit
Viele Grüße
Lord Nobs
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19.08.2012 11:13 |
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Tube21
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Kannst du mir vielleicht auch erklären wie ich die Kondensator Spannung berechnen muss.
Weisst du wie man bei so etwas vorgehen muss.
Und bitte schau mal auch kurz über die zeitlich veränderliche Aufgabe drüber die ich gepostet hab . Stecke schon seit tagen fest.
Gruß
Tube
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19.08.2012 23:41 |
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Lord Nobs
Moderator
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Hallo
Diesen ganzen Kram haben wir doch schon im November 2011 bis zum Erbrechen durchgerechnet.
Schon vergessen?
Viele Grüße
Lord Nobs
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21.08.2012 14:52 |
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Tube21
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Ja ich weiß Lord Nobs aber leider habe ich es doch nicht so richtig verstanden.
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21.08.2012 16:08 |
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Lord Nobs
Moderator
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Hallo
Können wir uns darauf einigen, dass Teil 4.1 der Aufgabe abgeschlossen ist?
4.2 und 4.3 wohl auch, denn du hast die 204,3uF berechnet.
196V an C_1 und C_5 sind auch okay.
Jetzt geht es darum die Spannung auf C2 bis C_4 aufzuteilen.
C_2 und C_4 sind parallel geschaltet, klar?
Wir ersetzen die beiden durch einen Kondensator C_24 mit 200uF.
Das lässt uns eine Reihenschaltung übrig von C_24 und C_3.
Die Spannungen verhalten sich umgekehrt wie die Kapazitäten.
Wenn das Widerstände wären, hättest du kein Problem folgende Formel aufzustellen:
Jetzt ersetzen wir in dieser Formel alle R durch die entsprechenden 1/C.
Das sieht dann so aus.
Jetzt ist der Taschenrechner dran.
Viele Grüße
Lord Nobs
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22.08.2012 09:38 |
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