Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Электричество и магнетизм
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
 
Рейтинг 4.87/15: Рейтинг темы: голосов - 15, средняя оценка - 4.87
214 / 213 / 114
Регистрация: 14.01.2013
Сообщений: 459
1

Разрядный ток на конденсаторе

05.08.2013, 09:37. Просмотров 2788. Ответов 19
Метки нет (Все метки)


Всем привет! Имеется график(прилагаю к посту)(Жёлтый график-изменение напряжения конденсатора по времени, синий график-изменение силы тока по времени). Подскажите плиз, ламеру физики:
(1) Что на нём является максимальным разрядным током конденсатора?
(2) Что на нём является максимальным проходным током?
(3) Немного по другой теме. Замеряют ли реактивную мощность на конденсаторе для конденсатора, находящегося под действием импульсного напряжения? Знаю, что для переменного(синусоидального) замеряют: P=2*pi*U2*f*C. т.е. Есть ли такое понятие, как реактивная мощность конденсатора, находящегося под действием импульсного напряжения?
Заранее спасибо!
0
Миниатюры
Разрядный ток на конденсаторе  
Programming
Эксперт
94731 / 64177 / 26122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 116,782
05.08.2013, 09:37
Ответы с готовыми решениями:

Как измерить разрядный ток конденсаторов

Во сколько раз ток короткого замыкания источника превышает ток, текущий по цепи
Добрый вечер! Помогите с задачкой, прошу! Отношение количества теплоты Q , выделяемой только...

Заряд на конденсаторе
Доброго времени суток! Помогите пожалуйста! Найдите заряды на конденсаторе c1 и с2(внутренним...

Переменный ток. Определить напряжение на конденсаторе
Помогите пожалуйста решить(подробно) 3. В цепи имеет место резонанс напряжений. Определить...

19
Модератор
8396 / 4150 / 2871
Регистрация: 17.08.2012
Сообщений: 13,228
07.08.2013, 01:44 2
(1), (2) Графики что-то не согласуются... Схему, пожалуйста.
(3) Если U и I на конденсаторе периодические, то их раскладывают в ряд Фурье, и реактивная мощность будет, как и планировалось,

https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?Q=\sum_{k=1}^{n}U_k*I_k*sin(\varphi _k)
1
214 / 213 / 114
Регистрация: 14.01.2013
Сообщений: 459
07.08.2013, 08:47  [ТС] 3
(1), (2) Схема большая, промоделирована в спец моделировщике (SystemVision от ментора, но это не важно, я думаю). Единственное что здесь может не совпадать - это то что напряжение со знаком минус.
(3) Спасибо)
Вот мне ответили, на другом форуме:
Ток заряда через конденсатор может быть и положительным и отрицательным - он меняется относительно БЕЛОЙ прерывистой линии: вверх заряд плюсом (и его ток разряда мах показан ЖЁЛТЫМ), а вниз от БЕЛОЙ минусом (и его мах показан КРАСНЫМ. Если без ОСОБОГО выпендрежа со стороны препода, то я бы ответил так: мах ток разряда - жёлтым, а красным показан мах проходящий (а не ПРОХОДНОЙ) ток при перезаряде кондёра. (хотя и красный - тоже ток разряда, но отрицательным значением). Проходным током может быть ток утечки через диэлектрик конденсатора - это совсем другая песня!

По поводу реактивной мощности. Указана формула для её вычисления для синусоидального напряжения. Но ведь синусоида - это частный случай ЛЮБОГО импульсного тока. Таким образом, её вычисляют по действующему значению ЛЮБОГО импульсного тока. А сети у нас скорее импульсное, а не синусное напряжение )) Ответ: замеряют, и такое понятие есть.(это уже из практики- на любом производстве за него по шапке дают)
Так что то что мне нужно было, я вроде как получил. Если есть какие-нибудь замечания/уточнения, напишите плз. Заранее спасибо!
0
Миниатюры
Разрядный ток на конденсаторе  
Модератор
8396 / 4150 / 2871
Регистрация: 17.08.2012
Сообщений: 13,228
07.08.2013, 09:09 4
Хм... Теперь понятно... Конденсатор перезаряжается через какое-то сопротивление, ток через него получается сначала Imax перезарядки, падает по экспоненте... Напряжение на конденсаторе при этом растёт... Тоже по экспоненте... Затем конденсатор разряжается через источник тока величиной Imax разряда, ток через него при этом не меняется, напряжение же на нём падает линейно... Строчная развёртка, я думаю...
0
214 / 213 / 114
Регистрация: 14.01.2013
Сообщений: 459
07.08.2013, 10:10  [ТС] 5
.. Появились сомнения по поводу реактивной мощности:
Вот есть формула P=2*pi*U2*f*C. Здесь напряжение относительно постоянной составляющей? т.е. В моём случае реактивная мощность будет примерно равна:
((2.35-2.30)/(sqrt(2)))2*2*pi*1000*0.00001≈0.000079
где 1000 - частота в Гц, и ёмкость конденсатора 10мкф=0.00001
Или не так, подскажите плиз, я запутался)
0
Модератор
8396 / 4150 / 2871
Регистрация: 17.08.2012
Сообщений: 13,228
07.08.2013, 10:30 6
Цитата Сообщение от es_ Посмотреть сообщение
Вот есть формула P=2*pi*U2*f*C
Это для синусоидального напряжения и тока. Вообще, это

https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?P=\left|\frac{U^2}{X_C} \right|

И справедлива она для линейных цепей. У Вас цепь явно нелинейная. Заряжается через одно, разряжается через другое... Для Вашего случая не подходит вообще.
Цитата Сообщение от es_ Посмотреть сообщение
Здесь напряжение относительно постоянной составляющей?
Действующее значение синусоидального напряжения. Возможно, и относительно постоянной составляющей, если таковая присутствует.

В Вашем случае - всё же I и U в ряд Фурье, далее уже писал...
1
214 / 213 / 114
Регистрация: 14.01.2013
Сообщений: 459
07.08.2013, 10:57  [ТС] 7
Нда.. честно говоря жесть!
Можете мне объяснить тогда на пальцах? Я пишу програмку для анализа выходного файла из моделировщика.
Я могу получить данные и засунуть их в массивы: Первый массив будет хранить в себе разные моменты времени, Второй массив будет хранить точки(напряжение) в эти моменты времени и соответственно третий массив будет хранить в себе точки(сила тока) в эти моменты времени.
Имея эти данные как мне получить реактивную мощность?
Просуммировать Произведения U на I в каждый момент времени (и ещё здесь из вашей формулы φ, как я думаю, сдвиг фаз напряжения относительно силы тока, какое оно будет на моём графике?)
И после того как я просуммирую, что дальше?
Объясните плиз, уж очень для меня в этом сложно разобраться без чьей-либо помощи.
0
Модератор
8396 / 4150 / 2871
Регистрация: 17.08.2012
Сообщений: 13,228
07.08.2013, 11:41 8
Цитата Сообщение от es_ Посмотреть сообщение
Просуммировать Произведения U на I в каждый момент времени
Нет. Вы не то собрались суммировать. Необходимо найти преобразование Фурье для I и U, получится два ряда Фурье:

https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?I=I_0+\sum_{k=1}^{n}I_k*sin(\alpha _k)

https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?U=U_0+\sum_{k=0}^{n}U_k*sin(\beta _k)

Ik, Uk, φk для разных гармоник будут разные. Да, насчёт φk... Это сдвиг фаз между током и напряжением для соответствующих гармоник тока и напряжения. Он равен

https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\varphi _k=\alpha _k-\beta _k

Затем получаем ряд для реактивной мощности, как было указано выше.

Вообще, да, жесть... Вам придётся иметь дело с функцией, значения которой заданы таблично... Варианты:

- попытаться аппроксимировать кусочно эту функцию (отдельные участки у Вас - либо экспонента, либо прямая), и после этого искать ряды Фурье;

- если нет, Вам светит преобразование Фурье от функции, заданной отдельными отсчётами... Думаю, БПФ в помощь. Оно как раз и применяется для функций, дискретных по времени.

Добавлено через 4 минуты
Цитата Сообщение от es_ Посмотреть сообщение
φ, как я думаю, сдвиг фаз напряжения относительно силы тока, какое оно будет на моём графике?)
Забыл сказать - никакое. С виду у Вас сдвига фаз между током и напряжением нет, но для каждой отдельной гармоники это далеко не так.

Добавлено через 4 минуты
Да, насчёт рядов Фурье... Бесконечные они. Проще всего волевым решением взять только несколоко членов ряда... Главное, чтобы точность вычислений была достаточной.
1
214 / 213 / 114
Регистрация: 14.01.2013
Сообщений: 459
07.08.2013, 11:44  [ТС] 9
Ого! Чем дальше в лес, тем толще партизаны!
Спасибо вам за помощь! Пойду Википедить.
0
Модератор
8396 / 4150 / 2871
Регистрация: 17.08.2012
Сообщений: 13,228
07.08.2013, 12:01 10
es_, небольшая неточность с моей стороны... Вам нужно почитать в Википедии сначала дискретное преобразование Фурье, а потом быстрое преобразование Фурье. Извините, если запутал, но это - подходящий для Вас инструмент.
0
214 / 213 / 114
Регистрация: 14.01.2013
Сообщений: 459
07.08.2013, 12:43  [ТС] 11
Спасибо! Я так и понял, что нужно прочитать.)
0
214 / 213 / 114
Регистрация: 14.01.2013
Сообщений: 459
07.08.2013, 14:13  [ТС] 12
Пока ещё не углубился в тему преобразования Фурье, обнаружил в мною используемом моделировщике, утилиту при помощи которой можно разложить сигналы на ряды Фурье. Вот что у меня получилось:

Не по теме:

Качество скринов вроде нормально, при увеличении всё хорошо видно.


А теперь вопрос: Что я получил и как мне это связать с решением моей задачи?
Простите за мои слабые знания в этом вопросе ((
0
Миниатюры
Разрядный ток на конденсаторе   Разрядный ток на конденсаторе   Разрядный ток на конденсаторе  

Разрядный ток на конденсаторе  
Модератор
8396 / 4150 / 2871
Регистрация: 17.08.2012
Сообщений: 13,228
07.08.2013, 15:58 13
Первый график - всё ясно. Второй и третий - БПФ для I и U. Судя по абсциссе, частота сигнала 1 кГц. Фаза - в радианах, амплитуда - в децибелах относительно максимальной амплитуды (не знаю, какой, наверное амплитуды исходного сигнала от пика до пика / 2, хотя, не уверен).

Точки истиной амплитуды гармоник, я так понимаю, находятся в точках 0k (постоянная составляющая), 1k (1 гармоника), 2k (2 гармоника), ну, и так далее.

Третий график - произведение сигналов... Думаю, магнитуда верна, а вот фаза вызывает сомнения. Не знаю... Надо бы, чтобы на третьем графике были перемноженные амплитуды (ну, в децибелах - значит, сложенные магнитуды) первых двух графиков, а фаза - разность фаз первых двух графиков.

Вообще, получается, что нужно извлечь из первых двух графиков массивы значений, кратные 1k, получится 4 массива: амплитуда и фаза гармоник для тока и амплитуда и фаза гармоник для напряжения. Длины массивов нужно ограничить, насчёт критерия ограничения пока не соображу. И потом получить ОДНО ЧИСЛО по пресловутой формуле

https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?Q=\sum_{k=1}^{n}U_k*I_k*sin(\alpha _k - \beta _k)

Ой, да, там же децибелы... Тогда так:

https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?Q=\sum_{k=1}^{n}{10}^{(U'_k+I'_k)}\ *\ sin(\alpha _k - \beta _k)

, где U'k и I'k - магнитуды.

Вот, как-то так...

Добавлено через 29 минут
Ой, нет... Кажется, путаюсь...

https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?Q=\sum_{k=1}^{n}{10}^{\frac{U'_k+I'_k}{20}}\ *\ sin(\alpha _k - \beta _k)

, наверное...

Добавлено через 2 минуты
Uд=20*lg(U), Iд=20*lg(I)... Да, верно.
1
214 / 213 / 114
Регистрация: 14.01.2013
Сообщений: 459
07.08.2013, 16:03  [ТС] 14
Цитата Сообщение от Cyborg Drone Посмотреть сообщение
Судя по абсциссе, частота сигнала 1 кГц
Абцисса это частоты
Цитата Сообщение от Cyborg Drone Посмотреть сообщение
1k (1 гармоника), 2k (2 гармоника)
это 1кГц, 2кГц и так далее
Надо бы, чтобы на третьем графике были перемноженные амплитуды (ну, в децибелах - значит, сложенные магнитуды) первых двух графиков, а фаза - разность фаз первых двух графиков
Это я сделал - график прикладываю.
А теперь с конечной формулой. Это получается, что нужно просуммировать Произведения Амплитуд(на графике) на синус разности фаз(на графике тоже есть) в каждый момент времени?
0
Миниатюры
Разрядный ток на конденсаторе   Разрядный ток на конденсаторе  
Модератор
8396 / 4150 / 2871
Регистрация: 17.08.2012
Сообщений: 13,228
07.08.2013, 16:12 15
Вот ведь... Не Uд и Iд, а U' и I'...

Добавлено через 6 минут
Цитата Сообщение от es_ Посмотреть сообщение
Произведения Амплитуд(на графике) на синус разности фаз(на графике тоже есть) в каждый момент времени?
Нет, думаю, скорее, для каждого периода. Или, скорее, для каких-либо целевых интервалов: при запуске схемы, может, и каждый период, а в установившемся режиме реактивная мощность от периода к периоду меняться не должна.

Добавлено через 1 минуту
Кстати. А за какой интервал здесь вычисляется БПФ?

Добавлено через 1 минуту
Цитата Сообщение от es_ Посмотреть сообщение
это 1кГц, 2кГц и так далее
Вот я и говорю... Первая гармоника один килогерц, вторая - два килогерца...
1
214 / 213 / 114
Регистрация: 14.01.2013
Сообщений: 459
07.08.2013, 16:17  [ТС] 16
Нет, думаю, скорее, для каждого периода.
Т.е. как я понимаю, мне нужно раскладывать на ряды Фурье один период?
Кстати. А за какой интервал здесь вычисляется БПФ?
С этим, я честно говоря не понял, может вот это имеется ввиду(на скрине)
0
Миниатюры
Разрядный ток на конденсаторе  
Модератор
8396 / 4150 / 2871
Регистрация: 17.08.2012
Сообщений: 13,228
07.08.2013, 16:35 17
На графике нужно сумму магнитуд, скажем, M = I' + U' и разность фаз φ между I и U... Тогда, исходя из таких графиков,

https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?Q=\sum_{k=1}^{n}{10}^{\frac{M_k}{20}}\ *\ sin(\varphi _k)

Добавлено через 2 минуты
Цитата Сообщение от es_ Посмотреть сообщение
может вот это имеется ввиду
Вряд ли количество точек... Скорее, n1n34, что бы это не значило...

Добавлено через 8 минут
Вот не знаю... Сигнал, так сказать, не вполне периодический... Может, и правда за один период... Напряжение - чуть ли не синус, ток - прям почти меандр. Судя по форме сигналов, их гармоники должны быстро убывать по амплитуде с увеличением номера гармоники. Пока я этого не вижу.
1
214 / 213 / 114
Регистрация: 14.01.2013
Сообщений: 459
07.08.2013, 16:35  [ТС] 18
Цитата Сообщение от Cyborg Drone Посмотреть сообщение
Скорее, n1n34, что бы это не значило...
Нет это название вывода.. Это точно не то, а тогда про какие точки имеется ввиду?
По формуле: Мне нужно раскладывать на ряды Фурье участок в один период? Например:
0
Миниатюры
Разрядный ток на конденсаторе  
Модератор
8396 / 4150 / 2871
Регистрация: 17.08.2012
Сообщений: 13,228
07.08.2013, 16:41 19
Видимо, да... Я с этой программой не знаком, просто существует ещё преобразование Фурье для непериодических сигналов... Там вместо ансамбля гармоник имеет место сплошной спектр... Не знаю, что именно считает эта программа...
1
214 / 213 / 114
Регистрация: 14.01.2013
Сообщений: 459
09.08.2013, 09:05  [ТС] 20
Понятно, спасибо за помощь в разборе данного вопроса) Дальше я уж как-нибудь сам)
0
IT_Exp
Эксперт
87844 / 49110 / 22898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 92,604
09.08.2013, 09:05

Заказываю контрольные, курсовые, дипломные и любые другие студенческие работы здесь или здесь.

Определить ток, протекающий в выпрямительном диоде, если известен обратный ток
Помогите пожалуйста решить. Задача 1. Определить ток I, протекающий в выпрямительном диоде при...

Фильтр на конденсаторе
Доброе время суток! Подскажите, где почитать как считается фильтрующий конденсатор, у меня есть...

Значение напряжения на конденсаторе
Задана цепь синусоидального тока и ее параметры: U=220 В, R1=8,66 Ом, Xl1=7 Ом, R2=10 Ом, Xl2=15,32...

Расчет напряжения на конденсаторе
Нужна помощь в решении, так как сам в MathCad не работал, и нет времени.. Задание и пример внутри...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
20
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2021, vBulletin Solutions, Inc.