Opladen van een condensator

[Maarten Kroon]

Beste tweakers,

Ik ben me aan het voorbereiden op een tentamen en kwam in het proeftentamen de volgende vraag tegen.

Een condensator wordt voor verschillende doeleinden gebruikt. Een belangrijk toepassingsgebied is energieopslag. Hoe lang duurt het om een condensator-batterij voor meer dan de helft op te laden als de grootte van de condensator 2 F en de voorschakelweerstand een waarde van 10 Ohm heeft?

Ik kom hier zelf niet helemaal uit, het lijkt me dat ik hier te weinig informatie krijg om een antwoord te geven maar misschien vergis ik me? Hopelijk kan iemand me op weg helpen en laten zien hoe ik aan het juiste antwoord kom.

[memphis]

Wat heb je zelf opgezocht?

Hier een heel stuk:
Wikipedia: Condensator

[MB113]

Hmm, "meer dan de helft op te laden" lekkere vage vraag wel...
Wel tau (τ) is r * c en dat is de tijd om de condensator 63% op te laden als ik het goed heb onthouden, antwoord zal dan wel 20 seconden zijn.

[ Voor 7% gewijzigd door MB113 op 15-08-2016 20:03 ]

[Maarten Kroon]

MB113 schreef op maandag 15 augustus 2016 @ 20:01:
Hmm, "meer dan de helft op te laden" lekkere vage vraag wel...
Wel tau (τ) is r * c en dat is de tijd om de condensator 63% op te laden als ik het goed heb onthouden, antwoord zal dan wel 20 seconden zijn.

Ah dan snap ik wat ze bedoelen met "meer dan de helft" in de lesstof staat inderdaad:

De tau-tijd wordt gegeven door t=R*C. Dit is de tijd die de condensator nodig heeft totdat hij 63% is opgeladen.
R is hier 10 Ohm, C = 2 F dus 10*2 = inderdaad 20 seconden. Bedankt!

[Merion]

Volgens mij trek je hier wat snel conclusies. Niet erg duidelijk of het om 50% van de spanning gaat of 50% van de hoeveelheid energie.

1) Spanning 50%: Vc over condensator is Vin(1-e^t/RC). Voor Vc neem je dus Vin/2, V valt dan weg, en je haal je t naar de linkerkant van het = teken (omgekeerde van log, ln(x).

2) Energie 50%: E= 1/2CVc^2 => Vc = Wortel(2E/C). Dit vul je dan in de bovenstaande vergelijking in. E valt dan weg. t heb je dan op dezelfde manier als in 1)

[MB113]

Merion schreef op maandag 15 augustus 2016 @ 21:14:
Volgens mij trek je hier wat snel conclusies. Niet erg duidelijk of het om 50% van de spanning gaat of 50% van de hoeveelheid energie.

Aan de manier van de vraagstelling te zien heb ik het gevoel dat jij hier veel te diep op in gaat. Klopt natuurlijk, maar ik gok dat het een instap/basis toets van elektronica/natuurkunde is.
Anders zou de vraag ook duidelijker gesteld zijn: "voor de helft.." en niet "voor meer dan de helft..", toch een verschil.
Maar de TS weet natuurlijk het beste hoe diep deze vraag bedoelt is, als hij nooit die formule voor het opladen is tegengekomen bij de les of in oefeningen dan lijkt het mij ook nu ook overbodig.

[Merion]

Misschien denk ik inderdaad veel te complex.

Toch loopt er iets goed fout met de vraagstelling in die school. Elektronica en Natuurkunde zijn exacte wetenschappen ook op basisniveau en zowel 50,00000000000001% en 63% zijn "meer dan de helft.

[Osiris]

Merion schreef op dinsdag 16 augustus 2016 @ 05:46:
Toch loopt er iets goed fout met de vraagstelling in die school. Elektronica en Natuurkunde zijn exacte wetenschappen ook op basisniveau en zowel 50,00000000000001% en 63% zijn "meer dan de helft.

Nogal ja

Een paar uurtjes wachten en dan weet je ook wel zeker dat 'ie meer dan de helft is opgeladen.. Dat dat dan 99,9999999999999999999999% is, is natuurlijk een saillant detail

[Techneut]

Merion schreef op dinsdag 16 augustus 2016 @ 05:46:
Misschien denk ik inderdaad veel te complex.

Toch loopt er iets goed fout met de vraagstelling in die school. Elektronica en Natuurkunde zijn exacte wetenschappen ook op basisniveau en zowel 50,00000000000001% en 63% zijn "meer dan de helft.

Hoezo fout? In mijn ogen is er helemaal niets fout mee. De vraag luidt namelijk: "Hoe lang duurt het om een condensator-batterij voor meer dan de helft op te laden. Het is toch overduidelijk dunkt me. Zodra de 50 % passeert is daaraan beantwoord. Gemakkelijke vraag trouwens als dit voor een tentamen was.

En TS, je hebt helemaal niet te weinig informatie, je hebt als je een vraag als deze moet beantwoorden het begrip RC-tijd gehad met de bekende formule (je weet wel met e tot de macht zoveel). En daaruit zijn voor de dagelijkse praktijk een paar punten uitgelicht die overeen komen met 50%, 63% en nagenoeg 100% van de lading. Daar heb je helemaal geenmeer info bij nodig. Ik kon destijds (lang geleden) met deze drie punten uit de losse hand de benadering van de hele laad-/ontlaadkromme tekenen..

[Merion]

Techneut schreef op dinsdag 16 augustus 2016 @ 19:54:
Hoezo fout? In mijn ogen is er helemaal niets fout mee. De vraag luidt namelijk: "Hoe lang duurt het om een condensator-batterij voor meer dan de helft op te laden. Het is toch overduidelijk dunkt me. Zodra de 50 % passeert is daaraan beantwoord.

Begrijp ik je dan correct dat 24,456s, 1u, 14 dagen, 2222u of 3 maanden allemaal correcte antwoorden zijn?

[_ferry_]

Mja, ik denk dat we wel voldoende met deze huiswerkvraag hebben geholpen. De discussie wat meer dan 50% is, hoe je de vraag kunt interpreteren etc is meer iets voor in het klaslokaal
Slotje.