Avatar uživatele
Stefkenzii

Jak velký proud bude procházet kondenzátorem?

Potřebuji si zkontrolovat, zda mám správně vypočítanou úlohu z elektrotechniky:

Jaký bude mít zdánlivý odpor kondenzátor C=100 µF při napájení harmonickým signálem U=20 V, f=5 kHz. Jak velký proud bude procházet kondenzátorem?

Výsledek mi vyšel 62,83 A.. je to správně?

Zajímavá 1Pro koho je otázka zajímavá? orestez před 2193 dny Sledovat Nahlásit



Nejlepší odpověď
Avatar uživatele
Dochy

Mně to tak také vyšlo (pokud jsem na něco nezapomněl, mohlo by to být dobře…)

Orestez: Pokud mluvíme o kondenzátoru a nikdo neudá další informace předpokládá se ideální kondenzátor. Vnitřní odpor by mohl být důležitý pro konkrétní aplikace (v tomto případě vypočtu obvod, stanovím potřebný kondenzátor, zjistím podmínky jakým je vystaven a pak začnu kontrolovat, zda pro konkrétní dostupný typ kondenzátoru bude vše OK, nebo budu muset hledat jiný kondenzátor, či zda budu muset celý obvod překopat)

A pro harmonický (sinusový) signál lze jak pro kondenzátor tak pro indukčnost stanovit impedanci, pro konkrétní impedanci lze při známém napětí vypočítat procházející proud.
Impedance kondenzátoru by měla být:
Xc=1/(2.pi.f.C) [Ohm; Hz, F]
Celková impedance reálného kondenzátoru (sériová kombinace s vnitřním odporem)
Z=(Xc2 + Ri2)^(1/2)

Ohmův zákon stále platí
I=U/R (místo R buď Xc, Z, ..... dle situace)

0 Nominace Nahlásit

Další odpovědi
Avatar uživatele
orwell

Máš to správně, ale jestli dobře chápu text v otázce, chybí ti tam hodnota zdánlivého odporu (reaktance) kondenzátoru Xc = 0,3183 Ω
Jen pár slov k zde uvedeným odpovědím a poznámkám v diskuzi:
Pokud není v příkladu uvedeno víc (činitel jakosti Q, ztrátový činitel D resp. tgδ, nebo ESR,…) uvažuje se bezeztrátový kondenzátor (ideální) a ten se při průchodu st. proudu neohřívá! Ohřev nastává právě vlivem ztrát. Totéž platí i pro cívku. Protože ale nelze vyrobit zmíněné součástky úplně bezeztrátové, ohřívají se více nebo méně vždy.
Ztráty v těchto součástkách se vyjadřují často také ztrátovým odporem (neříká se vnitřním), který lze zapojit buď do série s ideální součástkou (Rs), nebo paralelně k ní (Rp) a tvoří tak náhradní obvod skutečné (reálné) součástky vhodný pro další výpočty. Rs a Rp se ale liší ve velikosti! Obvykle platí Rp » Rs. Tyto hodnoty korespondují s výše uvedenými parametry Q, D, tgδ a lze je pomocí nich vypočítat.
Další častou chybou (nebo spíš nedůsledností) je tvrzení, že v tomto případě lze použít Ohmův zákon. Obecně vzato ve st. obvodech platí sice něco podobného, ale Ohmův zákon to není. Lepší učebnice říká „podle analogie Ohmova zákona platí…“ Ohmův zákon jako takový platí v obvodech st. proudu pouze tehdy, je-li obvod složen jenom z činných odporů! Tj. neobsahuje žádný reaktanční prvek (L, C) a není tam tudíž žádný fázový posuv mezi proudem a napětím. Píšu to proto, že jsem se kdysi během zkoušení vyjádřil “podle Ohmova zákona…“ a narazil jsem. Takže to není výmysl orwella. Po příchodu domů jsem si to důkladně promyslel a zjistil, že pan učitel měl přece jenom pravdu ☹

0 Nominace Nahlásit


Avatar uživatele
Hlada

Tohle vypadá na řešení domácího úkolu a to je tu zakázané.
Napiš výsledek a my ti to zkontrolujeme.

0 Nominace Nahlásit

Avatar uživatele
orestez

Hlada zdravím. Je demokracie, mě to také zajímá. Kondenzátor o tak velké kapacitě, může mít nějaký odpor – rezistenci. Ale k omezení proudu slouží jiné pasivní součástky. Proud by měl, pokud to lze nazývat proudem, vyhlazený a snížený o kapacitu elektrolytu. S měřením kondenzátorů vč. ellytů je problém. Odpor kondenzátoru je zajímavá otázka. Možná bude zdánlivý odpor asi 0,5 %. Protože kondenzátory se až na vyjímky nezahřívají. Tudíž by měly dávat na výstupu podobné napětí. 5 kHz je dost vysoký kmitočet. Ztráta by měla být minimální.

0 Nominace Nahlásit


Diskuze k otázce
Avatar uživatele
Edison

Orestez.. víš prd a mluvíš. Proč by se nezahříval? To si piš, že se zahřívá. A ne málo. Pořád bude platit P=U x I, tedy napětí na kondenzátoru a proud, který jím prochází. A nebude vyhlazený… Už vůbec ne při 5 kHz. Bude fázově posunutý. Proč se asi dělaj kapacitní kompenzátory.. hmmm??? Jistě, že kondenzátor má odpor. A dokonce i ten činný, ne jen zdánlivý. Ono to dielektrikum totiž není ideální nikdy a teče tam svodový proud. A dokonce má i sériovou rezistenci, bo ani přívody a materiál není supravodivý. A aby ses nedivil.. on má i indukčnost. On totiž každý reálný vodič má kromě rezistence i indukčnost. Jsou to parazitní parametry a jejich souhrn se udává jako JAKOST a značí se Q. Pročo i reaktence se v důsledku musí počítat pněkud složitěji, tedy ke kapacitě přidat malou sériovou rezistenci, velkou paralelní rezistenci, malou sériovou indukčnost a ještě by se dalo jít dál do hloubky, jako kapoacita vývodů, další paramtery třeba vůči obalu a tak dále a tak podobně.

Pro tazatele pozor napojmy: Harmonický má docela jiný význam, než ve kterém jsi jej použil. Měl jsi na mysli zřejmě spojitý sinusový. Harmonické signály jsou součty, rozdíly a násobky kmitočnů, vznikají různé modulace a podobně. Taky kondenzátor se „napájí“ pouze ve dvou případech, vždy v souvislosti se stejnosměrným napětím: 1. úložiště energie, 2. filtrace ss napětí (nikdy ne proudu).

před 2193 dny Odpovědět Nahlásit
Avatar uživatele
Dochy

Dík za opravu toho „harmonického“. Máš pravdu, nechal jsem se splést textem otázky. Ono by o „harmonickou“ teoreticky jít mohlo, ale v kontextu je to dost nepravděpodobné (ať už tu první 😉 nebo stou)

před 2192 dny Odpovědět Nahlásit
Avatar uživatele
orwell

Dochy, nemusíš se omlouvat, máš pravdu. Všechny průběhy dané vztahy Um∙sinωt, Um∙cosωt, Um∙sin(ωt±φ), Um∙cos(ωt±φ) jsou průběhy harmonické!!! Je to tedy společný název pro všechny sinusovky, kosinusovky i posunuté sinusovky a kosinusovky (lidově řečeno). To co uvádí Orestez, tj., že „harmonické signály jsou součty, rozdíly a násobky kmitočtů.“ je nesmysl. Právě za použití Fourierovy analýzy rozkládáme neharmonické signály různých periodických průběhů na jednotlivé harmonické složky o kmitočtech daných příslušnými celistvými násobky kmitočtu původního průběhu. Jejichž součtem lze získat opět původní neharmonický signál. Chce to občas mrknout do fyziky, třebas na kmitání, harmonický oscilátor, harmonická analýza, atp. abychom tady nešířili bludy 🙂
Pro mě to platí samozřejmě taky.

před 2192 dny Odpovědět Nahlásit
Avatar uživatele
Edison

Teď jsi to trefil: Harmonické složky.. To je přesně ono. Jeden sinusový není harmonický, protože harmonie je souznění dvou a více základních průběhů. co adsitak znamenají pojmy jako 1. harmonický kmitočet, 2., třetí… a další… Nejspíš ptoro, že základní kmitočet NENÍ tím harmonickým. Složení základního kmitočtu s harmonickými pak vznikají nejrůznější signály. Ale není pravdou, že by základní kmitočet byl harmonický.

před 2192 dny Odpovědět Nahlásit
Avatar uživatele
orwell

Jediné, co jsem udělal špatně, bylo přisouzení chyby Orestezovi, místo Edisonovi 🙂
Myslím, že ses teď chytil sám. Právě že jeden sinusový průběh je harmonický! Opusť na chvíli svět hudby a nauku o harmonii a podívej se třebas sem: https://cs.wi­kipedia.org/wi­ki/St%C5%99%C3%AD­dav%C3%BD_proud
Zde se přímo praví: Speciálním periodickým průběhem střídavého proudu je tzv. harmonický střídavý proud. Okamžitá hodnota harmonického střídavého proudu se v čase mění podle funkce sinus: i(t) = Im∙sin(ωt+φ)
A tak to vždy bylo, je a bude (říkám já) a nic s tím neuděláš! A jinak tě mohu ubezpečit, že i ta 1. harmonická složka s kmitočtem rovným kmitočtu původního průběhu je opravdu sinusovka jako PRASE! Zrovna tak, jako ostatní harmonické složky s kmitočty 2f, 3f, 4f, …, tedy pokud je původní průběh všechny obsahuje. Existují i průběhy které mohou obsahovat např. jen liché harmonické složky.
Takže klasický sinusový průběh JE harmonickým průběhem a nepotřebuje k tomu žádné další souznění jiných průběhů, jak píšeš. Ty si totiž neuvědomuješ že harmonie v hudbě pojednává o stavbě, úpravě a spojování AKORDŮ v hudební větě, tedy souzvuku více tónů, které můžeš rozlišit sluchem. Obsah vyšších harmonických složek se týká každého tónu zvlášť, určuje jeho barvu a umožňuje rozlišit od sebe nástroje hrající stejný tón. Jednotlivé harmonické složky určitého tónu sluchem nerozlišíš, narozdíl od jednotlivých tónů v akordu. A vo tom to je.

před 2191 dny Odpovědět Nahlásit
Avatar uživatele
Hlada

Výsledek máš správně. Docela by mě zajímalo, jestli jde jen o abstraktní školní příklad nebo jestli taková situace může někde nastat.

před 2193 dny Odpovědět Nahlásit
Nový příspěvek