logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Zadania ze stanów nieustalonych: prąd w cewce i ładowanie kondensatora

pakapi 06 Mar 2006 18:28 2638 8
REKLAMA
  • #1 2382541
    pakapi
    Poziom 11  
    Posty: 54
    Mam taki problem z kilkoma zadaniami ze stanów nieustalonych. Jakby ktoś mógł rozwiązać to byłbym wdzięczny. Oto treści:

    Zad1
    W obwodzie przedstawionym na rysunku poniżej po osiągnięciu stanu ustalonego otwarto wyłącznik w. Po jakimś czasie, licząc od chwili otwarcia wyłącznika, prąd w cewce osiągnie wartosć 2A? Dane jest napięcie U=120V, rezystancje: R1=20om, R2=30om i indukcyjność L=1H.

    Zadania ze stanów nieustalonych: prąd w cewce i ładowanie kondensatora

    Zad2
    Kondensator o pojemności C=2mikroF jest ładowany ze źródła napięcia stałego U=200V przez rezystor o rezystancji R=100kom. Oblicz wartość prądu płynącego w obwodzie i napięcia na kondensatorze po czasie t=nieskończoność ( taka pionowa ósemka:P).. W jakim czasie kondensator naładuje się do napięcia Uc=180V

    Aha jak ktoś ma ten zbiór
    Zadania ze stanów nieustalonych: prąd w cewce i ładowanie kondensatora
    to te zadania to: 13.11 i 13.16

    Narazie tyle;] Jakby co to jestem w I technikum i nie poznałem metody różniczkowej ani innych takich;]
    Z góry dzięki!
  • REKLAMA
  • REKLAMA
  • #3 2382900
    pakapi
    Poziom 11  
    Posty: 54
    Hmm... Sporo ciekawych informacji ale raczej nic tu nie znajde do tych zadań. Kurcze bo mam taki wzór Zadania ze stanów nieustalonych: prąd w cewce i ładowanie kondensatora, ale nie wiem jak wyznaczyć "t" i czy ten wzór jest odpowiedni do zadania.
  • REKLAMA
  • Pomocny post
    #4 2383282
    jony
    Specjalista elektronik
    Posty: 7541
    Pomógł: 1821
    Ocena: 881
    Żeby rozwiązać te dwa zadanie potężna jest znajomości logarytmu naturalnego.
    I co ważniejsze rozumienie zjawisk zachodzących w tych układach.
    Ale po kolei
    Zad 1
    Cewka w stanie ustalonym stanowi zwarcie i płynie przez nią prąd równy IL=U/R1=6A
    Po rozwarciu włącznika cewka jak gdyby staje się zasilacze dla naszego obwodu. Cewka zaczyna się rozładowywać przez szeregowe połączone rezystory R1 i R2.
    Prąd w cewce będzie malał ze stałą czasy t=L/R=1/50=20ms
    Teraz wystarczy zauważyć że po czasie T=t prąd w obwodzie zmaleje do 0.36 swojej wartości początkowej. Czyli do wartości I=6*0.36=2.16 czyli już tu widać ze prąd w cewce osiągnie wartość 2A po cisze trochę dłuższym niż 20ms. A dokładnie to po czasie równym.
    Prąd w tym obwodzie opisany jest taką zależnością
    $$I=\frac{U}{R}*e^{-\frac{T}{\frac{L}{R}}$$

    Gdzie
    U/R - to prąd płynący przez cewkę w stanie ustalonym u nas równy 6A.
    Znając ten wzór możemy to zrobić tak
    $$6*e^{(-\frac{T}{(\frac{L}{R})})=2 $$

    $$e^{-\frac{T}{(\frac{L}{R})}=\frac{2}{6} $$

    $$e^{\frac{T}{\frac{L}{R}}=\frac{6}{2} $$

    $$e^{\frac{T}{20ms}=3 $$

    $$T={\frac{L}{R}}*In3 $$

    $$T={\frac{L}{R}}*1.1=22ms $$

    A odpowiedź jest że po czasie T=22ms prąd w cewce osiągnie 2A
    I to juz koniec tego zadania

    Zad2

    Kondensator C ładuje się że źródła napięcia U przez rezystor R.
    I po czasie T równym nieskończoności kondensator oczywiści się już naładuje i napięcie na kondensatorze wynosić będzie 200V a prąd będzie równy 0A
    A wzór na Uc czyli napięcie na kondensatorze wygląda tak:
    $$Uc(t)=U*[1- e^{\frac{-T }{RC}}]$$

    Zadanie można rozwiązać podobnie jak pierwsze.

    Zauważ że kondensator będzie ładowany do U=200V ze stałą czasu t=RC=2uF*100k=0.2s
    My musimy policzyć czas jaki zajmie kondensatorowi naładowanie się do 180V czyli do 200V brakuje jeszcze 20V.
    200V*e^-(T/RC)=20 ;
    e^-(T/RC)=20/200
    e^(T/RC)=10
    T=RC*In10
    T=Rc*2.3
    T=0.2*2.3=0.46s=460ms
    Po czasie T równym 460ms kondensator naładuje się do 180V
    Kondensator ładuje się do 200V ze stałą RC=0.2, kondensator będzie ładować się do 180V do 200V brakuje jeszcze 20 co będzie trwało T=R*C*(In*(200/20))=0.2*In*10=0.2*2.3=0.46s
    Pewnie i tak mało z tego zrozumiałeś ale się nie przejmuj takie obliczenia w praktyce robimy bardzo rzadko prawie nigdy.
  • #5 2383354
    pakapi
    Poziom 11  
    Posty: 54
    Dzięki koleś. Tylko mam pytanko. Co to za znaczek^?? Domyślam się że potęga, ale tak dla pewności pytam. Jutro napisze kolejne zadanka:P
  • #6 2383444
    jony
    Specjalista elektronik
    Posty: 7541
    Pomógł: 1821
    Ocena: 881
    Ten znaczek ^ to potęga.
    A zapis e^-(T/RC) równa się 1/[e^(T/RC)]
  • REKLAMA
  • #7 2443349
    pakapi
    Poziom 11  
    Posty: 54
    Żeby nowego tematu nie zkładać to mam kolejne zadanie( za kare).

    Dla czwórnika typu T wyznacz impedancje falową Zc

    Z1=4+4
    Z2=4+j4
    Z3=2-j2


    Mam skorzystać z postaci łańcuchowej prostej:
    Zadania ze stanów nieustalonych: prąd w cewce i ładowanie kondensatora

    Zadania ze stanów nieustalonych: prąd w cewce i ładowanie kondensatora

    Mam nadzieje że ktoś mi pomoże bo inaczej bedzie ze mną kiepsko:(
  • #8 2444261
    jony
    Specjalista elektronik
    Posty: 7541
    Pomógł: 1821
    Ocena: 881
    A książki żadnej nie masz z elektrotechniki?? np. Bolkowskiego tam jak dobrze pamiętam masz wszystkie wzory. Bo ja ich nie pamiętam a nawet nie znam do bo niczego w praktyce mi to nie jest potrzebne
  • #9 2445122
    pakapi
    Poziom 11  
    Posty: 54
    Eh bolkowski ma sam wynik a ja mam to udowodnić:(

Podsumowanie tematu

✨ Dyskusja dotyczy zadań z elektrotechniki związanych ze stanami nieustalonymi w obwodach RL i RC. W pierwszym zadaniu analizowano spadek prądu w cewce po otwarciu wyłącznika w obwodzie z rezystorami R1=20Ω, R2=30Ω i indukcyjnością L=1H przy napięciu U=120V. Prąd początkowy w stanie ustalonym wynosił 6A, a po rozłączeniu obwodu cewka rozładowuje się przez rezystory z czasem stałej τ = L/(R1+R2) = 20 ms. Prąd maleje wykładniczo zgodnie z zależnością i osiąga wartość 2A po około 22 ms. W drugim zadaniu rozpatrywano ładowanie kondensatora C=2μF przez rezystor R=100kΩ z napięcia stałego U=200V. Po czasie dążącym do nieskończoności prąd w obwodzie zanika, a napięcie na kondensatorze osiąga wartość źródła. Czas ładowania kondensatora do napięcia 180V można obliczyć z równania uwzględniającego stałą czasową τ=RC oraz funkcję wykładniczą. W dyskusji podkreślono znaczenie znajomości logarytmu naturalnego i zrozumienia zjawisk fizycznych w układach RL i RC. Dodatkowo pojawiło się pytanie o wyznaczenie impedancji falowej czwórnika typu T z podanymi impedancjami elementów, z wykorzystaniem postaci łańcuchowej prostej. Wskazano na potrzebę korzystania z literatury elektrotechnicznej, np. Bolkowskiego, choć autor zadań potrzebuje pełnego uzasadnienia rozwiązań, a nie tylko wyników.
Wygenerowane przez model językowy.
REKLAMA