Hur funkar RC kretsar?

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Användarvisningsbild
Fritzell
Inlägg: 4531
Blev medlem: 29 januari 2004, 22:43:35

Hur funkar RC kretsar?

Inlägg av Fritzell »

Har läst massor på internet men fattar ändå ingenting av all konstiga formler...

Bild

Hur räknar man ut hur lång tid det tar att ladda upp kondensatorn? Och hur räknar man ut spänningen över kondensatorn? Helst inga formler i stilen Q=V0fe^-qRC/(f)^-1
Micke_71
Inlägg: 947
Blev medlem: 18 september 2004, 22:47:23

Inlägg av Micke_71 »

Det är busenkelt. Tänk dig kondensatorn som en resevoartank för elektroner. Du ska fylla på den till ett visst tryck (spänningen). På vägen sitter det en strypning (resistans) som hindrar flödet (strömmen) av elektroner.

I början så är tanken helt tom och då kommer fulla trycket att verka för att pressa elektronerna genom strypningen. Då laddas kondingen relativt snabbt. Men allt eftersom trycket stiger så kommer tryckskillnaden på bägge sidor strypningen att minska o flödet kommer därmed att avta. Därför får man den kurva du har lagt upp.

Det finns en regel som säger att det tar 1t (tau) för att ladda kondensatorn till 63%. Vidare så anser man att en kondensator är fullt laddad vid 5t (i teorin aldrig).

Vad är då en t (tau)? Det är kapacistansen i Farad multiplicerat med resistansen i Ohm, då får man ut t i hela sekunder. Alltså t=R*C

Tiden för att ladda en kondensator till 63% blir då R*C och för att ladda den fullt 5*R*C

Men inget är så enkelt. Ska du ladda en kondensator väldigt snabbt och R är litet, då måste du börja ta hänsyn till strömkällans och kondensatorns inbyggda resistanser.

Urladdningen är samma sak fast tvärtom. Dvs det tar 1t att ladda ur med 63%, det blir alltså 37% kvar i kondensatorn efter 1t .

Mikael
Rymdninja
Inlägg: 330
Blev medlem: 15 december 2003, 13:41:25
Ort: Göteborg

Inlägg av Rymdninja »

bra svar....
Värt att tilägga är kanske att efter kondingen är fullt uppladdad kommer _hela_ spänningsfallet att ligge över den, eftersom den kommer vara uppladdad till matningsspänningen...
Användarvisningsbild
Fritzell
Inlägg: 4531
Blev medlem: 29 januari 2004, 22:43:35

Inlägg av Fritzell »

Okej tack för svaren! Om det är nån som vill utveckla kortslutningsströmmar och energilagring också så är jag bara tacksam :)
Tex hur mycket ström man kan köra ut från kondensatorn under en viss spänning
danei
EF Sponsor
Inlägg: 27413
Blev medlem: 2 juni 2003, 14:21:34
Ort: Östergötland
Kontakt:

Inlägg av danei »

Det beror på konensatorns inreresistans. Så det är bara att rota i databladen.

Edit: stavning
Användarvisningsbild
Fritzell
Inlägg: 4531
Blev medlem: 29 januari 2004, 22:43:35

Inlägg av Fritzell »

Och om man vet inresistansen då? Är det den som kallas ESR ?
danei
EF Sponsor
Inlägg: 27413
Blev medlem: 2 juni 2003, 14:21:34
Ort: Östergötland
Kontakt:

Inlägg av danei »

Samma som uppladdnig fast baklänges. :eh: typ
Micke_71
Inlägg: 947
Blev medlem: 18 september 2004, 22:47:23

Inlägg av Micke_71 »

Det finns en stor skillnad mellan en kondensator och ett batteri. Batteriet ger en elektrokemisk (eller vad det heter) ström och spänningen är relativt konstant så länge det finns ström kvar i batteriet. Det finns en viss tröghet i batteriets förmåga att leverera ström.

Kondingen däremot funkar inte på det sättet. Där kommer spänningen att falla direkt du tar ut energi ifrån kondensatorn. Är belastningen en ren resistans så kommer även strömmen att sjunka i samma takt.

Kortslutningsströmmens toppvärde begränsas av de alla de resistanser och induktanser som finns närvarande. Men strömmarna kan under uS nå ordentligt stora värden. Detta måste man ta hänsyn till så man inte får för mycket värme som sabbar kondingen. Riktigt stora elektrolyter kan faktiskt explodera av att kortslutas 1 enstaka gång. Andra saker som kan hända är att anslutningarna inuti kondensator brinner upp.

Energin som lagras är E=(1/2)*C*(U i kvadrat). Svaret får man då i Joule eller WattSekunder vilket är samma sak.

Mikael
MICKE
Inlägg: 79
Blev medlem: 26 april 2004, 20:58:49
Ort: Malmö
Kontakt:

Inlägg av MICKE »

1 - e(-1) = 0.63 => 63%

expenenten = -1 då t=tau

e(-1) = naturliga logaritmen upphöjt -1
Användarvisningsbild
chille
Inlägg: 2469
Blev medlem: 25 juni 2003, 20:54:41
Ort: Stockholm
Kontakt:

Inlägg av chille »

Jag har ett papper som från Ellära B i gymnasiet. Det går igenom formler för att beräkna bland annat kapacitiv (kondensator) och induktiv (spole) reaktans (motståndet vid olika frekvenser). Kan scanna in det åt dig om du vill det. Antar att det lär vara till lite nytta för dig. Formlerna där är hyffsat enkla, bara pythagoras sats (A^2=B^2+C^2 med reservation för att jag bytt plats på ABC). Lär man sig hur de formlerna fungerar kan man bland annat beräkna enklare filter :)
Användarvisningsbild
RDX*
EF Sponsor
Inlägg: 1652
Blev medlem: 28 maj 2003, 22:52:04
Ort: Skåne - Lund

Inlägg av RDX* »

chille>Det låter intressant, kan du lägga upp det på någon server?
Användarvisningsbild
Fritzell
Inlägg: 4531
Blev medlem: 29 januari 2004, 22:43:35

Inlägg av Fritzell »

Jag har läst Ellära B så det behövs nog inte men tack ändå :) Var bara lite intresserad av kondensatorers uppladdningsförmåga. Tack för svaren hittils
Sigge Sinusspänning
Inlägg: 164
Blev medlem: 10 juli 2004, 11:38:50
Ort: Linköping

Inlägg av Sigge Sinusspänning »

En sådan här elektronisk timer, är det en RC-krets?
Micke_71
Inlägg: 947
Blev medlem: 18 september 2004, 22:47:23

Inlägg av Micke_71 »

Vad tänker du på för timer? En timer krets typ 555? Den har en tidsbestämande RC kombination. Långa tider ifrån en RC krets är inte att rekomendera. Eftersom man då sannolikt har en elektrolyt konding o ett högohmigt motstånd så kommer det inte att bli så stor precision. Eller kanske rent av inte funka alls vid vissa tillfällen. Dvs skillnaden mellan läckströmmen i kondningen mot laddningströmmen blir liten. Risken är stor att en temperaturhöjning kan göra så att kondingen kanske aldrig blir laddad. En elektrolyt kondings kapacistans ändras över tiden, med temperaturen osv.

En timer som du kan köpa för styra lampor, äggklocka osv? Dom är digitala o har en mikroprocessor som tar han om detta. Med en kristall som frekvensbestämmande komponent i ett sådant system så är tiden fruktansvärt exakt. Till o med en litet sketet digitalt armbandsur, timer, cykeldator för en hundring kan ju idag hålla tiden inom några sekunder per år. Det är sällan tiden i en sådan lösning aviker mera än 1min.

Mikael
Användarvisningsbild
Andy
Inlägg: 5893
Blev medlem: 26 september 2004, 18:24:52
Ort: Södern

Inlägg av Andy »

Fritzell,

Om du behärskar engelska någotsånär kan du lära dig massor här: http://www.williamson-labs.com/home.htm
Skriv svar