Ved opp -og utladning av kondensatorer varierer strøm og spenning. Det er vanlig å bruke små bokstaver for å angi øyeblikksverdier av størrelser.



Like dokumenter
Løsningsforslag for regneøving 3

Forelesning nr.9 INF 1410

Løsningsforslag til regneøving 5. Oppgave 1: a) Tegn tegningen for en eksklusiv eller port ved hjelp av NOG «NAND» porter.

tiden - t er i teller og nevner og kan derfor strykes mot herandre og gi formelen:

7.1 RESISTANS - SPOLE - KONDENSATOR TILKOPLET ENKELTVIS 7.1 RESISTANS - SPOLE - KONDENSATOR TILKOPLET VEKSELSTRØM ENKELTVIS

Enkle kretser med kapasitans og spole- bruk av datalogging.

t [0, t ]. Den er i bevegelse langs en bane. Med origo menes her nullpunktet

Eksamen R2, Hausten 2009

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Løsning: V = Ed og C = Q/V. Spenningen ved maksimalt elektrisk felt er

Matematikk 1P-Y. Teknikk og industriell produksjon

Tillatte hjelpemidler: Lærebok og kalkulator i samsvar med fakultetet sine regler

Tillatte hjelpemidler: Lærebok og kalkulator i samsvar med fakultetet sine regler. 2 2x

MAT1030 Forelesning 26

Forelesning 26. MAT1030 Diskret Matematikk. Trær med rot. Litt repetisjon. Definisjon. Forelesning 26: Trær. Roger Antonsen

, og dropper benevninger for enkelhets skyld: ( ) ( ) L = 432L L = L = 1750 m. = 0m/s, og a = 4.00 m/s.

Eksamensoppgave i TFY4190 Instrumentering

FYSIKK-OLYMPIADEN

AVDELING FOR INGENIØRUTDANNING EKSAMENSOPPGAVE

FYS3220 Oppgaver om Fourieranalyse

Eksamensoppgave i TFY4190 Instrumentering

av Erik Bédos, Matematisk Institutt, UiO, 25. mai 2007.

TFY4104 Fysikk Eksamen 18. desember 2013 Side 1 av 18

YF kapittel 3 Formler Løsninger til oppgavene i læreboka

Forelesning 25. Trær. Dag Normann april Beskjeder. Oppsummering. Oppsummering

Oppgave 1. = 2(1 4) = 6. Vi regner også ut de andre indreproduktene:

INF3400 Del 1 Teori og oppgaver Grunnleggende Digital CMOS

Tekniske data Nominell strøm In, hovedkontakter

Harald Bjørnestad: Variasjonsregning en enkel innføring.

Løsningsforslag øving 6, ST1301

Beskjeder. MAT1030 Diskret matematikk. Oppsummering. Oppsummering

Den franske fysikeren Charles de Columb er opphavet til Colombs lov.

D i e l e ktri ku m (i s o l a s j o n s s to ff) L a d n i n g i e t e l e ktri s k fe l t. E l e ktri s ke fe l tl i n j e r

En ideell resistans som tilkoples en vekselspenning utvikler arbeid i form av varme.

Øving 1: Bevegelse. Vektorer. Enheter.

System 2000 HLK-Relais-Einsatz Bruksanvisning

H Ø G S K O L E N I B E R G E N Avdeling for lærerutdanning

Den indre spenning som genereres i en spenningskilde kalles elektromotorisk spenning.

Fy1 - Prøve i kapittel 5: Bevegelse

Rundskriv 1/ Om beregning av inntektsrammer og kostnadsnorm til vedtak om inntektsramme 2011

Go to and use the code Hva var viktig i siste forelesning? FYS-MEK

Forelesning nr.4 INF 1411 Elektroniske systemer

Sensorveiledning UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT. ECON 1310 Obligatorisk øvelsesoppgave våren 2012

Bevegelse i én dimensjon (2)

LABORATORIERAPPORT. RL- og RC-kretser. Kristian Garberg Skjerve

Théveninmotstanden finnes ved å måle kortslutningsstrømmen (se figuren under).

Oppgave 1. (a) Vi utvikler determinanten langs første kolonne og dette gir. (b) Med utgangspunkt i de tre datapunktene denerer vi X og y ved

~/stat230/teori/bonus08.tex TN. V2008 Introduksjon til bonus og overskudd

Det var en fysiker med navn Lenz som oppdaget dette forhold.

Obligatorisk oppgave ECON 1310 høsten 2014

INF5490 RF MEMS. L10: RF MEMS resonatorer II. V2008, Oddvar Søråsen Institutt for informatikk, UiO

Newtons lover i to og tre dimensjoner

Rundskriv EØ 1/ Om beregning av inntektsrammer og kostnadsnorm i vedtak om inntektsramme for 2010

Arbeid og kinetisk energi

3. Beregning av Fourier-rekker.

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

Løsningsforslag LO346E Dynamiske Systemer H 06 eksamen 21. november 2006

Bevegelse i én dimensjon

Enkle kretser med kapasitans og spole- bruk av datalogging.

Sensorveiledning ECON2200 Våren 2014

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

Styring av romfartøy STE6122

Forelesning nr.4 INF 1411 Elektroniske systemer. Vekselstrøm Kondensatorer

OVERBYGNINGSKLASSER...

Forelesning nr.4 INF 1411 Elektroniske systemer. Vekselstrøm Kondensatorer

Infoskriv ETØ-4/2015 Om beregning av inntektsrammer og kostnadsnorm for 2016

Forelesning nr.4 INF 1411 Elektroniske systemer. Vekselstrøm Kondensatorer

og ledelse av forsyningskjeder Kapittel 4 Del A - Prognoser SCM200 Innføring i Supply Chain Management

UKE 5. Kondensatorer, kap. 12, s RC kretser, kap. 13, s Frekvensfilter, kap. 15, s og kap. 16, s.

41307 Kraftelektroniske motordrifter Løsningsforslag Kapittel 9 Likespenningsomformere- DC/DC omformere

Forelesning nr.5 IN 1080 Mekatronikk. RC-kretser

Oppgaveverksted 3, ECON 1310, h14

En periode er fra et punkt på en kurve og til der hvor kurven begynner å gjenta seg selv.

Kondensator - Capacitor. Kondensator - en komponent som kan lagre elektrisk ladning. Symbol. Kapasitet, C = 1volt

1 Trigonometriske Funksjoner Vekt: 1. 2 Trigonometriske Funksjoner Vekt: 1

1. Betrakt følgende modell: Y = C + I + G C = c 0 + c(y T ), c 0 > 0, 0 < c < 1 T = t 0 + ty, 0 < t < 1

Høgskolen i Oslo og Akershus. = 2xe 2x + x 2 e 2x (2x) = 2xe 2x + 2x 2 e 2x = 2xe 2x (1 + x) e 2x + x 2 ( e 2x) 1 sin x (sin x) + 2x = cos x

Eksamensoppgave i FIN3006 Anvendt tidsserieøkonometri

UKE 5. Kondensatorer, kap. 12, s RC kretser, kap. 13, s Frekvensfilter, kap. 15, s kap. 16, s

Forelesning nr.4 IN 1080 Mekatronikk. Vekselstrøm Kondensatorer

Forelesning nr.5 INF 1411 Elektroniske systemer. RC-kretser

1. Vis hvordan vi finner likevektsløsningen for Y. Hint: Se forelesningsnotat 4 (Økonomisk aktivitet på kort sikt), side 23-24

Kondensator - Capacitor. Kondensator - en komponent som kan lagre elektrisk ladning. Symbol. Kapasitet, C. 1volt

Løsningsforslag til ukeoppgave 10

EKSAMEN I EMNE TKT4122 MEKANIKK 2

Kap 02 Posisjon / Hastighet / Akselerasjon 2D - Bevegelse langs en rett linje

Løsningsforslag eksamen R2

Arbeid og kinetisk energi

Høgskolen i Oslo og Akershus. e 2x + x 2 ( e 2x) = 2xe 2x + x 2 e 2x (2x) = 2xe 2x + 2x 2 e 2x = 2xe 2x (1 + x) 1 sin x (sin x) + 2x = cos x

Arbeid og kinetisk energi

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

Blandet kopling av resistanser er en kombinasjon av serie -og parallellkopling.

Infoskriv ETØ-1/2016 Om beregning av inntektsrammer og kostnadsnorm for 2015

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Punktladningen Q ligger i punktet (3, 0) [mm] og punktladningen Q ligger i punktet ( 3, 0) [mm].

E K S A M E N S O P P G A V E : FAG: FYS105 Fysikk LÆRER: Per Henrik Hogstad KANDIDATEN MÅ SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET ER FULLSTENDIG

Løsningsforslag eksamen TFY des 2013

Levetid og restverdi i samfunnsøkonomisk analyse

Løsningsforslag til eksempeloppgave 2 i fysikk 2, 2009

Transkript:

4.4 INNE- OG TKOPLING AV EN KONDENSATO 1 4.4 INN- OG TKOPLING AV EN KONDENSATO Ved opp -og uladning av kondensaorer varierer srøm og spenning. De er vanlig å bruke små boksaver for å angi øyeblikksverdier av sørrelser. INNKOPLING AV EN KONDENSATO - OPPLADNING Figur 4.4.1 " 1 " " 2 " Når bryeren sår i silling "1" blir kondensaoren opplade fra spenningskilden. Spenningen over kondensaoren øker slik nese kurve viser - figur 4.4.2. Spenningen over resisansen minker når spenningen over kondensaoren øker.

4.4 INNE- OG TKOPLING AV EN KONDENSATO 2 OPPLADNING Kirhhoffs 2. lov oppreholder balansen for kresen dvs a påryk spenning er lik summen delspenningene over kondensaoren og resisansen. Delspenningene vil variere med oppladningen. Srømmen i kresen blir besem av resisansen som er kople i serie med kondensaoren. u u 4.4.1 r Maemaikk: For å finne areale av en kurve eller deler av en kurve må en benye inegralregning. Inegralregning bygger på derivasjon som beregner avsanden il en akse. Foran saren av en inegrasjon sår de e inegralegn. Inegralegne har sin begrensning langs x - aksen med sar angi under inegralegne og slu over inegralegne. De maemaiske urykke som skal inegreres avslues den derivere il den ukjene. Eksempel på e inegral kan være: y 0 x dx Dee inegrale finner areale av en kurve mellom 0 og. Inegralregning er pensum i andre klasse ved Teknisk Fagskole, men denne maemaiske meode må benyes for å besemme formler i elekroeknikken. Konsane sørrelser kan rekkes uenfor inegrasjonen.

4.4 INNE- OG TKOPLING AV EN KONDENSATO 3 Figur 4.4.2 nder oppladning følger srømkurven kurven for spenningen over resisansen. De er resisansen i kresen som besemmer srømmen. Srøm og kondensaorspenningen uryk ved hjelp av kondensaorens ladning i e øyeblikk under oppladningen: u og i (d`en sår for den derivere av f.eks ladningen. Den derivere er en mege ynn søyle il kurve for ladningen) Formel 2.2.1 kombineres med formel 4.4.1: d d u u u d 4.4.1.A r d Sise ledd i formelen over besår av: i og u Ved å rydde opp i formelen 4.4.1.A: d du u 4.4.1.B Denne likningen må inegreres for å finne kondensaorspenningen i idsromme 0 il.

4.4 INNE- OG TKOPLING AV EN KONDENSATO 4 u d d du u 0 0 0 4.4.1. Dee inegrale løses ved hjelp av inegrasjonsregler: u ln 4.4.1.D e u 4.4.1.E dee gir spenningen over kondensaoren ved oppladning: u ( 1 e ) 4.4.2 For å finne srømmen i kresen ved oppladning kombinerer vi formlene 4.4.2 og 4.1.2: Ved å ersae u ( 1 e ) 4.4.2.A u med i finnes srømmen i kresen ved oppladning: d d i I e 4.4.3 Srømmen I besemmes av resisansen og spenningen il spenningskilden. Tidskonsanen er baser på forholde. Dee kommer fra av formelen 4.4.1.: 4.4.4 Når iden = har ladningen en spenning på 63,2 %.

4.4 INNE- OG TKOPLING AV EN KONDENSATO 5 TLADNING Når bryeren i figur 4.4.1 blir før over i silling 2 vil spenningskilden bli kople u og kondensaoren overa som spenningskilde. Kondensaoren vil lade seg u over resisansen. u u 0 u u 4.4.5 r r Figur 4.4.3 nder uladning følger srømkurven kurven for spenningen over resisansen. De er resisansen i kresen som besemmer srømmen.

4.4 INNE- OG TKOPLING AV EN KONDENSATO 6 For å finne spenningen over kondensaoren ved uladning må de as ugangspunk i spenningsforholdene: u u d r Ladningen endrer seg fra maksimal ladning Q il øyeblikksverdien il ladningen ved uladning. Dee gir inegrale: 0 d Q d egler for å løse opp inegraler er benye i løsningen sam logarimiske regler: ln ln Q ln Q Qe - iden er de samme som idskonsanen : Qe Kondensaorspenningen kan urykkes på følgende form: u Qe e Spenningen over kondensaoren ved uladning: u e 4.4.6

4.4 INNE- OG TKOPLING AV EN KONDENSATO 7 ledning for å finne srømmen i kresen ved uladning: i d Q e d Srømmen i kresen ved uladning: i I e 4.4.7 Srømmen I besemmes av resisansen og spenningen il kondensaoren når den er maksimal opplade.. u øyeblikksverdi av spenningen (V) i øyeblikksverdi av srømmen over kondensaoren (A) e grunnalle i den naurlige logarimen (2,718) I maksimal srøm i kresen (A) spenningskildens spenning (V) idskonsan (s) iden (s) BK AV KALKLATO Formel 4.4.6 u e løses på følgende måe med kalkulaor når en benyer verdiene: =8 V =2 s =3 s 1 I N V e x x y ( 3 + / - / 2 ) x 8 = 1, 7 9

4.4 INNE- OG TKOPLING AV EN KONDENSATO 8 FOHOLD OG VED OPP -OG TLADNING AV KONDENSATO Figur 4.4.4 Spenningen over resisansen u r og srømmen i kresen i følger samme prosenvise kurve under opp -og uladning. Når spenningen over kondensaoren har nådd 100 % er den lik påryk spenning fra spenningskilden. Kondensaoren er da opplade. Tidskonsanen er lik verdien av resisansen ganger verdien av kapasiansen. De regnes vanligvis 5 før en kondensaor er opplade eller ulade. Tabell 4.4.1 viser sammen med figur 4.4.4 hvor for en kondensaor lades opp -og u i prosen. OPPLADNING TLADNING u (%) u r (%) i (%) u (%) u r (%) i (%) 2 3 63,2 86,5 95,0 36,8 13,5 5,0 36,8 13,5 5,0 36,8 13,5 5,0-36,8-13,5-5,0-36,8-13,5-5,0 4 98,2 1,8 1,8 1,8-1,8-1,8 5 99,3 0,7 0,7 0,7-0,7-0,7

4.4 INNE- OG TKOPLING AV EN KONDENSATO 9 EKSEMPEL 4.4.1 En kondensaor og en resisans er seriekople. esisansen er på 100 og kondensaoren er på 2,0 mf. Kresen blir ilfør 240 V likespenning for å lade opp kondensaoren. a) Finn idskonsanen il kresen. b) egn u spenningen over kondensaoren 0,3 sekund eer a spenningskilden blir ilkople kresen ved oppladning av kondensaoren fra nøyral lade kondensaor. ) Finn srømmen 0,4 sekund eer a spenningskilden blir ilkople kresen ved oppladning av kondensaoren fra nøyral lade kondensaor. d) Finn spenningen over kondensaoren 0,5 sekunder eer a kondensaoren fra full opplade silling har begyn å lade seg u over resisansen. e) Hva blir spenningen over resisansen eer 0,5 sekunder ved uladning? f) egn u srømmen 0,1 sekunder eer uladningen har begyn ved full opplade kondensaor? g) Hvor mange sekunder ar de før spenningen over kondensaoren er på 200 V ved oppladning? Løsning: a) Tidskonsanen: 100 2, 0mF 0, 2s b) Spenningen over kondensaoren eer 0,3 s ved oppladning: 0, 3s 0, 2s u ( 1 e ) 240V ( 1 e ) 186, 4V ) Maksimal srøm i kresen (i de øyeblikk oppladningen begynner): I 240V 2, 40A 100 Srømmen i kresen eer 0,4 s ved oppladning: 0, 4 s 0, 2 s i I e 2, 40Ae 0, 325A

4.4 INNE- OG TKOPLING AV EN KONDENSATO 10 d) Spenningen over kondensaoren eer 0,5 s ved uladning: 0, 5s 0, 2 s u e 240V e 19, 7V e) Spenningen over resisansen eer 0,5 s ved uladning: u u r u u 19, 7V r f) Srømmen i kresen eer 0,1 s ved uladning: 0, 1s 0, 2 s i I e 2, 40Ae 1, 46A g) Tiden de ar før spenningen over kondensaoren er 200 V ved oppladning: u e ( 1 ) 0, 2s 200V 240V ( 1 e ) 200V 240V 1 ( 1 ) e 0, 2 0, 167 e s ln (benyer 3. logarime regel) ln 0, 167 179, 0, 2s 0, 358s 358ms

4.4 INNE- OG TKOPLING AV EN KONDENSATO 11 OPPGAVE 4.4.1 En kondensaor på 100 F er seriekople il en resisans på 50 k. Kresen blir ilfør en spenning på 300 V likespenning. a) Finn idskonsanen. b) Hva blir maksimal srøm? ) Hva er srømmen 2 sekunder eer a spenningskilden er ilkople kresen? d) egn u spenningen over kondensaoren 3 sekunder eer a spenningskilden er ilkople kresen. e) Hva blir srømmen 2 sekunder eer a spenningskilden er kople fra? f) Finn spenningen over kondensaoren 10 sekunder eer a spenningskilden er kople fra. g) Hvor lang id ar de før idskonsanen blir 5, og hva blir spenningen over kondensaoren ved oppladning? 4.4.2 " 1 " " 2 " =12 V =100 k =20 F Tegn spenningskurvene for kondensaoren og resisansen under oppladning i perioden 0 il 5. Bruk målesokk 1 V=1 m og 1 =2 m.

4.4 INNE- OG TKOPLING AV EN KONDENSATO 12 4.4.3 " 1 " " 2 " =12 V =100 k =20 F Tegn spenningskurvene for kondensaoren og resisansen under uladning i perioden 0 il 5. Bruk målesokk 1 V=1 m og 1 =2 m. 4.4.4 " 1 " " 2 " =50 V =150 M =30 nf a) Finn srømmen i kresen 3 og 6 sekunder eer a bryeren er i sillingen "1". b) Hva blir srømmen eer 1 1 /2 eer a bryeren er bli plasser i silling "1"? ) Hvor lang id bruker spenningen over kondensaoren på å nå 35 V ved oppladning? d) Hva blir srømmen i kresen eer 5,5 sekunder når bryeren legges over i silling "2"? Kondensaoren var ful opplade før den ble flye over i silling "2". e) Hvor lang id bruker spenningen over kondensaoren på å nå 10 V ved uladning? f) Hvor lang id bruker spenningen over resisansen på å nå 15 V ved uladning av kondensaoren?

4.4 INNE- OG TKOPLING AV EN KONDENSATO 13 4.4.5 En resisans på 75 k blir seriekople il en kondensaor på 20 F. Kresen har en likespenningskilde på 200 V. a) Finn spenningen over kondensaoren eer 2 sekunder ved oppladning. b) Hvor lang id ar de før spenningen over kondensaoren er 100 V ved oppladning? ) Hvor lang id ar de før srømmen gjennom kondensaoren er 1 ma ved uladning? d) Hvor lang id ar de før spenningen over resisansen er 150 V ved uladning? 4.4.6 En resisans på 15 k blir seriekople il en kondensaor på 133,3 F. Kresen har en likespenningskilde på 20 V. a) Finn spenningen over kondensaoren eer 3,5 sekunder ved oppladning. b) Eer de 3,5 sekundene ved oppladning blir kondensaoren korslue. Hva er spenningen 2 sekunder eer korsluningen og når er spenningen over kondensaoren mindre enn 0,5 V eer korsluningen?