Hur stor laddning finns på kondensatorplattorna?

Hej!

Jag har en uppgift som jag fastnat på och behöver hjälp.

På a) Tänkte jag att spänningen från batteriet genom kretsen kommer att vara 40V (U=40V) enligt frågan. Jag vet att kretsen har två resistorer med $2 k Ω$ respektive $3 k Ω$ som är seriekopplade. Jag kunde då beräkna de båda resistorernas resistans genom att addera de båda och sedan nämna den totala resistansen till $R_{t o t}$ . Därefter använde jag ohms lag: $U = R_{t o t} I$ för att räkna ut Strömmen i kretsen. $I = \frac{U}{R_{t o t}} = \frac{40}{5000} = 8 \times 10^{- 3} A$ .

Och till slut använde jag mig av Kapacitans formeln $Q = C U C = 8 \times 10^{- 6} F Q = C U = 8 \times 10^{- 6} \times 40 = 3.2 \times 10^{- 4} C$

Har jag tänkt rätt?

Och hur ska man tänka på b)?

Jag har inget facit att kontrollera svaren med.

Spänningen över kondensatorn är samma som över 2kOhm-resistorn, inte alla 40 volten.

Resistorerna är inte seriekopplade.

b) Du kan tänka både spänningsdelning och strömdelning.

40 = U_3K+ U_2k

I_3k= I_2k+ I_c

Jag gjorde såhär på fråga a):

$U = I R \Rightarrow I = \frac{U}{R_{1} + R_{2}} = \frac{40}{5000} = 8 \times 10^{- 3} A U = R_{1} I = 2000 \times 8 \times 10^{- 3} = 16 V$

Eftersom spänningen över 2kOhm resistorn är 16V vet vi då att spänningen över kondensatorplattorna är detsamma, då de är parallella.

Sen kan vi räkna ut Q med formeln $Q = C U = 8 \times 10^{- 6} \times 16 = 1.28 \times 10^{- 4} C$

Har jag tänkt rätt nu?

På fråga b) gjorde jag såhär:

Då spänningen i voltmetern över kondensatorn är 13V måste 13V också gå igenom 2kOhm resistorn då de är parallella.

$I = \frac{U}{R_{1} + R_{2}} = \frac{13}{5000} = 2.6 \times 10^{- 3} A$

$I_{c} = I_{3 k} - I_{2 k} = \frac{U_{3 k}}{R_{3 k}} - \frac{U_{2 k}}{R_{2 k}} I_{c} = \frac{40 - 13}{3} - \frac{13}{2} = 9 - 6 \frac{1}{2} = 2 \frac{1}{2} m A$

Tack för hjälpen Affe!

Ska man tänka att strömmen genom kretsen alltid ska komma tillbaka in i batteriet med samma ström som gick ut?

Ja.

Okej då fattar jag, Tack så mycket!

Men nu återstår fråga a). Har jag tänkt rätt där?

ogrelito skrev:
Jag gjorde såhär på fråga a):
$U = I R \Rightarrow I = \frac{U}{R_{1} + R_{2}} = \frac{40}{5000} = 8 \times 10^{- 3} A U = R_{1} I = 2000 \times 8 \times 10^{- 3} = 16 V$
Eftersom spänningen över 2kOhm resistorn är 16V vet vi då att spänningen över kondensatorplattorna är detsamma, då de är parallella.
Sen kan vi räkna ut Q med formeln $Q = C U = 8 \times 10^{- 6} \times 16 = 1.28 \times 10^{- 4} C$
Har jag tänkt rätt nu?

Jo, det är rätt tänkt. Det kommer att underlätta för dig om du lär dig principen för spänningsdelning. I detta fall:

$U_{2 k} = U \frac{R_{2 k}}{R_{2 k} + R_{3 k}} = 40 \frac{2}{5} = 16 V$

Nej. Det ser ut som om du har räknat med att hela spänningen ligger över kondensatorn, och det gör den inte. Spänningen över kondensatorn är lika stor som spänningen över $2,0k\Omega$ -resistorn. Detta nämnde Laguna redan i det första inlägget.

EDIT: Jag hade missat dit andra inlägg med beräkningen.

Men det jag skrev tidigare var ju att det gick 16V över kondensatorn och inte 40V.

Det ligger 16V över kondensatorn såväl som över 2kΩ-motståndet.

Ogrelito har räknat rätt.

Aha okej!

Tack så mycket allihopa!

Svara

Visa senaste svar