Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 29. 04. 2017 20:26

vavro
Zelenáč
Příspěvky: 2
Reputace:   
 

Ověření kapacity kondenzátorů

Zdravím,

prosím o pomoc,

Mám 3 kondenzátorx A,B, C.  KOndezátory A B jsou zapojeny paralelně , C je k nim zapojen sériově. Smyčky s A a B mají spínače.

Znám napětí na zdroji, na jednotlivých kondenzátorech a kapacitu C. Pokud jsou zapojeny všechny spínače je napětí na A a B 0,86 a na C 9,14 V.

Pokud odpojím smyčku s kondenzátorem A dojde v mém příkladě k poklesu napětí na B, což je nesmysl. Protože u Sériově napojených kondenzátorů, kde kapacita je dána součtem jednotlivých kondenzátorů a napětí  je vypočteno z náboj / kapacita AB, tak nižší kapacita by naopak měla zvyšovat náboj na B.

potřebuji dokázat, že napětí v zadání je chyba. A napětí má být, po odpojední jedné paralelně zapojené smyčy s kondenzátorem, na zbylém vyšší než při zapojené smyčce.

Můžu to udělat takto?:

Vezmu si správný stav, kde mám sepnuty všechny smyčky. Znám napětí na kondenzátorech a kapacitu na C. Spočtu náboj na C, (Q=Uc * Cc). Náboj je stejný na všech kondenzátorech..
Nyní spočítám kapacitu celé soustavy Náboj / Napětí. Od toho odečtu kapacitu C a získám kapacitu pro paralelně zapojené kapacitory AB.
A TED:
Vezmu chybný stav kde je odpojena smyčka s A. Spočtu náboj, celkovou kapacitu a od toho odečtu kapacitu C (zadané) a získám kapacitu pro B.

Můžu dokázat chybu v zadání tak, že od kapacity AB (ze stavu kde byly všechny smyčky zapojené) odečtu kapacitu B. A protože kapacita B je díky nižšímu napětí vyšší než kapacita u AB (ze stavu se všema spínačema zapnutýma). Získám z rozdílu zápornou kapacitu, tedy důkaz že je v napětí chyba a napětí má být po odpojení jedné smyčky na zbylém kondenzátoru naopak vyšší = kapacita B nižší než AB

//forum.matweb.cz/upload3/img/2017-04/90292_stav%2B2.png
//forum.matweb.cz/upload3/img/2017-04/90332_stav.png

Offline

 

#2 30. 04. 2017 11:52

mák
Místo: Vesmír, Galaxie MD
Příspěvky: 920
Reputace:   63 
 

Re: Ověření kapacity kondenzátorů

Zdravím,
myslím, že tvoje úvaha je chybná.

Předpokládáš, že výchozí stav je druhý obrázek a že počáteční náboje kondenzátorů byly nulové a náboj získaly připojením na zdroj 10 V. Na obrázku žádný vypínač, který by připojil všechny 3 kondenzátory nevidím, takže nevíme nic o předchozím stavu. Ale dejme tomu, že se to stalo tak jak říkáš. Výchozí stav je druhý obrázek a uvedené napětí na kondenzátorech vzniklo připojením na zdroj. Pak se náboje rovnoměrně rozloží na kondenzátor C a kondenzátory A a B, přičemž platí, že součet nábojů na A + B se musí rovnat náboji na kondenzátoru C. Z toho můžeme vypočítat celkovou kapacitu součtu kondenzátorů A + B (známe totiž jednotlivá napětí a kapacitu kondenzátoru C).
Druhá chybná úvaha je že rozpojením spínače S1 napětí na kondenzátoru A klesne na nulu. Ve skutečnosti se napětí na všech kondenzátorech nezmění.

Takže spíše bych bral za výchozí obrázek první, a spojením spínače S2 se rozdělí napětí v poměru danými kapacitami C a B, přičemž dle rozdělení napětí je vidět, že kapacita B je znatelně vyšší než kapacita C. Napětí na kondenzátoru A je nulové, takže je pravděpodobné, že i původní napětí na ostatních kondenzátorech bylo také nulové. Z tohoto zapojení lze jednoznačně vypočítat kapacitu  kondenzátoru B (C známe).

Pokud sepneme spínač S1 spojí se kondenzátor A s kondenzátory C a B a jejich náboje se vyrovnají v poměru jejich kapacit. Nabitím kondenzátoru A musí napětí na kondenzátoru C stoupnout a na kondenzátoru B klesnout. Naměřené údaje tomu nenasvědčují takže to vypadá buď na chybu měření, nebo zadání.


LibreOffice Verze: 25.8.4.2, Maxima 5.49.0 (SBCL)

Offline

 

#3 30. 04. 2017 14:45

vavro
Zelenáč
Příspěvky: 2
Reputace:   
 

Re: Ověření kapacity kondenzátorů

↑ mák:
Oba stavy jsou propojené, první obrázek vychází z druhého, dojde jen k rozeponutí spínače a Přelití náboje a napětí jen na B. Záměrně říkám přelití, protože má napětí stoupnout a kapacita klesnout, tedy tak jak píšeš.

Otázka je ale jak to dokázat....na to jednoznačnou odpověd nemám....

Pokud připustíme, že je obrázek 2 výchozí a 1. obrázek z něch vychází, potom by mělo být přelití natolik předvídatelné, že mohu provést jednoduchý rozdíl Cab - Cb = Cnezapojený A - vyjde záporně a mám nesmysl a dokážu že kapacita Cb má být nižší, tedy napětí vyšší.
+
teoreticky mohu porovnat celkové kapacity Stavu z obrázku 1 a 2. Pro rozepnutý spínač bych měl dostat větší celkovou C , tedy další důkaz?

kdyžtak tady je link s podrobnostma....Docx soubor mé práce, kde je to zadání přehlednější, než jak jsem schopen napsat zde...
https://we.tl/fJmoUzJ9pe

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson