Hallo,
Ich habe zwei Fragen bezüglich des Aufladens eines Kondensators für den
Schussapparat eines Fußballroboters:
Ich möchte einen 4,5 mF Elko mit einer 100V Spannungsquelle aufladen.
Diese kann jedoch nur einen Maximalstrom liefern nehmen wir mal an 0,5A,
deshalb habe ich mir gedacht muss ich vor (oder hinter) den Kondensator
einen Widerstand einbauen. Wenn ich diesen berechne komme ich auf 200
Ohm. Wie viel Energie geht denn dann über diesem Widerstand verloren
wenn ich den Kondensator auflade, der ja dann am Ende 0,005*100²=50J
Energie enthält?
Noch eine andere Frage: Wenn ich den selben Kondensator mit der selben
Spannung in 10s aufladen möchte, wie groß muss denn dann der
Maximalstrom sein und wie groß der Widerstand der den Aufladestrom
begrenzt?
Cornelius
>Wie viel Energie geht denn dann über diesem Widerstand verloren>wenn ich den Kondensator auflade, der ja dann am Ende 0,005*100²=50J>Energie enthält?
Es geht genau soviel Energie in deinem Widerstand verloren wie im
Kondensator gespeichert wird un abhaengig davon wie gross der Widerstand
ist.
>Noch eine andere Frage: Wenn ich den selben Kondensator mit der selben>Spannung in 10s aufladen möchte, wie groß muss denn dann der>Maximalstrom sein und wie groß der Widerstand der den Aufladestrom>begrenzt?
Deine Zeitkonstante Tau betraegt R * C
voll ist der Kondensator nach ca. 5 * Tau
Also ist deine Zeit t = 10sek. = 5 * Tau
jetzt kannst du Tau ausrechnen
10Sek / 5 = 2Sek.
und damit auch jetzt auch R
R = 2Sec / 4.5mF = 222 Ohm
Dein Spitzenstrom ergibt sich jetzt zu:
100V / 222 Ohm = 0.45A
Gruss Helmi
@ Cornelius R. (Gast)
>Ohm. Wie viel Energie geht denn dann über diesem Widerstand verloren>wenn ich den Kondensator auflade, der ja dann am Ende 0,005*100²=50J>Energie enthält?
Ebenfalls 50J. Ist bei einer Kondensatorladung mit Vorwiderstand immer
so.
>Noch eine andere Frage: Wenn ich den selben Kondensator mit der selben>Spannung in 10s aufladen möchte, wie groß muss denn dann der>Maximalstrom sein
Kann man leicht über die Definition des Kondensators ausrechnen.
Das ist Konstantstromladung. Bei RC-Ladung kann man einfach über die
RC-Zeitkonstante gehen, nach ca. 5tau ist der Kondensator praktisch
voll.
Hi, Cornelius,
der Elektronenblitz umgeht die Verluste im Vorwiderstand vor dem Elko,
indem sein Sperrwandler konstante Leistung liefert - und mit zunehmender
Ladespannung mehr Spannung statt Strom.
Ciao
Wolfgang Horn
Wolfgang Horn schrieb:
> der Elektronenblitz umgeht die Verluste im Vorwiderstand vor dem Elko,> indem sein Sperrwandler konstante Leistung liefert - und mit zunehmender> Ladespannung mehr Spannung statt Strom.
Der ungeregelte Sperrwandler liefert tendenziell konstanten Strom, der
aber mit zunehmender Spannung etwas abnimmt. Im zulässigen
Arbeitsbereich des Sperrwandlers steigt also die Wandlerleistung
ungefähr proportional mit der Ausgangsspannung. Konstannte Leistung kann
er schon alleine deshalb nicht liefern, weil dann der Ausgangsstrom am
Anfang der Ladekurve unendlich hoch sein müßte.
Jörg
Alleine schon
»der Elektronenblitz umgeht die Verluste im Vorwiderstand vor dem Elko
ist eine interessante aussage, die man getrost in Ablage P lagern kann.
Kann man sich auch genau überlegen warum:
Nehmen wir mal an der Kondensator sei ungeladen und soll über einen
Widerstand geladen werden (ideale Bauelemente) dann ist zu Beginn des
Ladevorgangs der Strom maximal (Uo/R), die Spannung über dem Kondensator
0V und über dem Widerstand ist sie Uo, also die angelegte Spannung. Nun
weis jeder, dass die Spannung Uc eines Kondensators über eine e-Funktion
zunimmt und der Strom nimmt mit einer e-Funktion ab. Da in einer
Reihenschaltung der Strom überall gleich ist verhällt er sich im
Widerstand genauso, die Spannung Ur nimmt jedoch über dem Widerstand mit
einer e-Funktion ab...und zwar im gleichen Maße wie Uc zunimmt. Daraus
ergibt sich der logische Schluss, dass die Energie, die man in den
Kondensator pumpt, genauso groß sein muss wie die Energie, die man am
Widerstand umsetzt. Wer lustig ist kann man die DGLs dazu lösen und sich
das Ganze genau anschaun ;).
Michael schrieb:
> Alleine schon>> »der Elektronenblitz umgeht die Verluste im Vorwiderstand vor dem Elko>> ist eine interessante aussage, die man getrost in Ablage P lagern kann.
Aber genau diese Aussage war die einzig Richtige in diesem Beitrag.
Du solltest Dich mal mit dem Funktionsprinzip und der Energiebilanz
eines Sperrwandlers vertraut machen. Mit dem Herunterbeten von
theoretischem Schulwissen kommst Du da nicht weit.
Jörg
Wenn man einen Kondensator über einen Widerstand läd dann verpulvert man
am Widerstand immer genauso viel Energie wie man in den Kondensator
pumpt. Das ist völlig unabhängig von der Größe des Stroms, der Dauer des
Ladens, der Größe des Widerstandes, der Größe der Kapazität. Das ist
zwar "Schulwissen" aber das ist deshalb ja nicht falsch. Wer mal von
seinem Prof geärgert worden ist und die Energien allgemein herleiten
sollte (was wiederum nicht wirklich schwer ist) weiß, dass am Widerstand
und am Kondensator immer die gleiche Energie rauskommen muss. Man kann
so sehr schön sehen, dass zum Beispiel die Widerstandsgröße sich bei der
Energiegleichung rauskürzt und nur im Strom noch stehen bleibt.
Eine weitere Möglichkeit, den C verlustarm aufzuladen, ist mit einer
Spule und einer Diode. Dabei verdoppelt sich auch noch die Spannung -
wie praktisch. Allerdings ist die Spule für deinen Fall ziemlich groß.
Der Ansatz mit dem Sperrwandler ist schon richtig.
an Michael:
> Nehmen wir mal an der Kondensator sei ungeladen und soll über einen> Widerstand geladen werden ...
Na, gerade den Widerstand wollen wir doch wegrationalisieren.
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