kapazitiver Spannungsteiler unter Gleichspannung

[Time-Guardian]

Hallo Leute,

aufgrund meiner Weiterbildungmassnahme, habe ich mir selber zum besseren Verständnis eine Aufgabe gestellt.
Wie unten zu sehen ist, habe ich auch eine Lösung dazu errechnet.
Leider weiß ich jedoch nicht ob diese richtig ist.
Es wäre schön wenn mir jemand mein Ergebnis bestätigen könnte.

Die Aufgabe ist:

Ermitteln Sie bei angegebenen Schaltung den Spannungsabfall an C3 nach 2ms nach einschalten der Versorgungsspannung (Es wird eine Spannung gesucht, die sich innerhalb der Aufladezeit befindet).

Bild zur Aufgabe:

Aufgabe.pdf

Meine Lösung:

UC32ms = 0,46V

Bei Bedarf stelle ich auch gerne meinen Lösungsweg zur Verfügung.

Um auf diese Lösung zu kommen habe ich folgende Zwischenlösungen:

Ersatzkondensator für C2, C3, C4 --> C234 = 15,49nF
Ersatzkondensator für C1 & C234 --> C1234 = 115,49nF
Ersatzkondensatorfür C5 & C1234 --> Cges = 85,55nF

[formelzeichen]Tau[/formelzeichen] = Cges * R1 = 1,505 ms

Anstehende Spannung am Kondensator Cges nach 2ms = 8,82V

Diese Spannung habe ich dann über Q=CU runtergerechnet auf C3 und kam dann auf 0,46V.

Wäre schön wenn sich das jemand anschauen könnte. Es wurde uns angedroht, dass in den Prüfungen solche Aufgaben drankommen könnten. Leider habe ich in meinen Lehrmitteln kein passendes Beispiel und da ich Fernschule mache ist es leider auch nicht so einfach mal gerade den Lehrer darum zu bitten sich die Aufgabe anzusehen.

Für Eure Hilfe wäre ich sehr denkbar.

Gruß

Maik

[Bernd]

moin moin

die 8,82 V erscheinen mir etwas niedrig-welche Formel haste denn genommen

(http://de.wikipedia.org/wiki/RC-Glied)


mit dem Rest bin ich einverstanden

gruss

bernd

[Time-Guardian]

Hallo Bernd,

vielen Dank für deine Antwort.

Ich habe die Formel genommen, die unter deinem angegebenen Link unter Ladevorgang beschrieben wird.

U(t) = Umax * (1 - e^(-t/Tau) )

es gibt sich somit in meiner Rechnung:

U(2ms) = 12V * (1 - e^(-2ms/1,505ms) )

U(2ms) = 8,82V

Du schreibst

mit dem Rest bin ich einverstanden

.
Auch mit dem Endergebnis mit 0,46V an Kondensator C3?

Werde noch die Schaltung durch einen Simulator jagen.
Obwohl recht skeptisch bin mit den Simulatoren. Bei einem Simulator kriege ich nicht die Aufladekurve an einem Kondensator bei einem RC-Glied angezeigt. An dem Kondensator liegt bei t0 sofort die volle Betriebsspannung an. Aber das ist ein anderes Thema.

Gruss

Maik

[Time-Guardian]

Hallo,

mit dem Simulator kann ich das leider nicht nachvollziehen. Auch bei meinem zweiten Simulator liegt bei der Startzeit t0 am Ersatzkondensator Cges sofort die gesamte Betriebsspannung an. Also zeitkritische Sachen kann man damit anscheint nicht beurteilen.

Ich habe die selbe Schaltung, bloß mit anderen Werten, auch schon praktisch (Leiterplatte und Oszilloskop) untersucht. Nur decken sich hier die für diesen Aufbau errechneten Ergebnisse nicht mit den Werten vom Oszilloskop. Liegt vermutlich daran, dass ich bei der Leiterplatte mit realen Bauelementen zu tun habe und bei der Berechnung mit idealen arbeite.

Also bin ich leider weiterhin auf die Hilfe von anderen angewiesen.

Wer etwas zu meiner Beispielaufgabe hinzusteuern möchte, ruhig bitte schreiben.

Gruss

Maik

[Bernd]

hi Maik

ich hab nur geschätzt, denn nach 1Tau haste ca 70% von Uo

Kondensatoren haben hohe Toleranzen- deshalb würde ich Kondensatoren mit mikro oder milli Farad einsetzen und den Simulator noch mal testen. Du müsstest mehrmals rechnen: Normwerte,Werte plus Toleranz,Werte minus Toleranz damit kommst Du evt. in die Nähe der Rechenwege(ergebnisse) es gibt aber viele parasietäre Kapazitäten (Leiterbahnen,Anschlüsse, Kabel usw) die die theoretischen Werte verfälschen.


mfg
bernd