Spanning in schakelschema

[dof]

Ik heb een schakeling en ik vroeg me af hoe ik nu de spanning kon berekenen tussen de rode lijnen. Dus als ik op die plaatsen een snoertje in de schakeling zou zetten.

De schakeling bestaat uit 2 spanningsbronnen van beide 100V. Met R1= 10, R2=100. R3=1.

De bronnen staan verticaal opgesteld in de schakeling. Dus de bovenste - en de onderste + horen bijelkaar en de bovenste + en de onderste -.

[klazon]

Waar de twee zwarte lijnen onder R3 elkaar kruisen, is dat een knooppunt of een contactloze kruising?

Tip: probeer het schema eens als een potentiaalwaterval te tekenen. Daarmee bedoel ik: teken het meest positieve punt (dat is de plus rechtsboven) helemaal bovenaan, teken het meest negatieve punt (de min linksboven) helemaal onderaan, en de gecombineerde plus/min in het midden. En dan de weerstanden daar correct tussen tekenen.

Dan krijg je een veel beter beeld van de potentiaalverdeling in de schakeling.

[dof]

Waar de twee zwarte lijnen onder R3 elkaar kruisen, is dat een knooppunt of een contactloze kruising?

Een knooppunt.

Tip: probeer het schema eens als een potentiaalwaterval te tekenen. Daarmee bedoel ik: teken het meest positieve punt (dat is de plus rechtsboven) helemaal bovenaan, teken het meest negatieve punt (de min linksboven) helemaal onderaan, en de gecombineerde plus/min in het midden. En dan de weerstanden daar correct tussen tekenen.

Dan krijg je een veel beter beeld van de potentiaalverdeling in de schakeling.

Ik ga het proberen

[dof]

Ok,

Ik heb nu dit:



Maar ik weet niet hoe ik nu verder moet. Ik heb op internet gevonden dat is nu het superpositiebeginsel mag toepassen. Aangezien de schakeling symeterisch is, kan ik dus stellen dat ik 1 bron weghaal en m'n antwoord verdubbel.

Dus nu heb ik nog 1 bron.

Maar ik weet niet hoe ik verder de weerstanden bij elkaar moet tellen.

[klazon]

Je hebt mijn advies over de manier van tekenen niet opgevolgd.

Daarom heb ik het zelf even gedaan:



Dit is toch veel duidelijker?

[dof]

Ah ja nu ziet het er inderdaad wel wat begrijpelijker uit.

Als ik het nu goed heb begrepen mag ik dit doen:



En moet ik dan m'n antwoord verdubbelen.

Nu zit ik alleen nog met de weerstanden.

Hoe kan ik het systeem goed opdelen? Het lijkt me dat de R1 bij de bron een parallelschakeling vormt met de rest. Maar ik kan niet zeggen dat R1 en R2 in serie staan en R2 en R3 ook en dat dat samen de andere 2 parallelschakelingen zijn.

[klazon]

Als ik het nu goed heb begrepen mag ik dit doen:.......

Ik weet niet waar je dat vandaan haalt, maar dat mag je dus niet doen.

Je maakt het veel te ingewikkeld.

De beide R1's staan direct op een bron, daar hoef je dus niet veel mee te doen.

De beide weerstanden R2 delen de totaalspanning van 200V precies in tweeën. De rechterkant van R3 staat dus op het midden van die 200V. De linkerkant van R3 zit aan het knooppunt van beide bronnen, staat dus ook op het midden van de 200V.

Beide kanten van R3 staan dus op hetzelfde potentiaal, oftewel: over R3 staat geen spanning.

Simpel nietwaar?

[dof]

Ik weet niet waar je dat vandaan haalt, maar dat mag je dus niet doen.

Je maakt het veel te ingewikkeld.

De beide R1's staan direct op een bron, daar hoef je dus niet veel mee te doen.

De beide weerstanden R2 delen de totaalspanning van 200V precies in tweeën. De rechterkant van R3 staat dus op het midden van die 200V. De linkerkant van R3 zit aan het knooppunt van beide bronnen, staat dus ook op het midden van de 200V.

Beide kanten van R3 staan dus op hetzelfde potentiaal, oftewel: over R3 staat geen spanning.

Simpel nietwaar?

O ik had gelezen dat je het superpositiebeginsel mocht toepassen?

Hoe kan het dan dat ik een spanning meet van 1V?

[ZVdP]

O ik had gelezen dat je het superpositiebeginsel mocht toepassen?

Je mag inderdaad altijd superpositie toepassen op onafhankelijke bronnen in een schakeling.

Maar wat gebeurt er wanneer je een spanningsbron uitzet (lees: op 0V zet)? Wordt dit een open klem of kortsluiting?

[dof]

Je mag inderdaad altijd superpositie toepassen op onafhankelijke bronnen in een schakeling.

Maar wat gebeurt er wanneer je een spanningsbron uitzet (lees: op 0V zet)? Wordt dit een open klem of kortsluiting?

Een open klem waarschijnlijk? Ik heb geen idee. Ik weet niets van elektrotechniek tenminste tot VWO-niveau, dus ik moet het doen met google. Ik heb dit circuitje gekregen van iemand en volgens hem komt er 1V uit (dat hebben we ook gemeten), maar ik wil dit graag ook kunnen berekenen. Overigens bedenk ik me net dat is iets essentieels ben vergeten te vermelden.

De spanningsbron leveren geen continue spanning. De spanning staat eerst 10 ms op de ene bron en dan 10 ms op de andere bron. Dus ze zijn nooit tegelijkertijd aan. Het gevolg (wat we hebben gemeten) is dat er een bipolaire puls kwam van 20 ms, die op 10 ms van kant veranderde en een amplitude had van 1V.

Dus dat verklaart waarschijnlijk dat er bij continue spanning 0 V uitkomt. Excuses dat ik dit ben vergeten te melden.

[klazon]

Aha, dat verandert de zaak natuurlijk.

Dan kan je dat schemaatje van mij gebruiken waar je bron 1 uit hebt gepoetst.

R1 doet er dan niet toe, die staat rechtstreeks op de bron en heeft verder geen invloed op de rest.

Er gaat een stroom lopen door R3 en de onderste R2. Aangezien R3 1 ohm is en R2 100 ohm krijg je een spanningsdeling waarbij 1/101e deel van de spanning over R3 staat. De spanning over R3 is dan niet precies 1V, maar 1/101*100 = 0,9900990099.... V

Als je bron 2 wegdenkt en bron 1 inschakelt, dan gebeurt hetzelfde maar dan met een andere stroom/spanningsrichting.

[dof]

Aha, dat verandert de zaak natuurlijk.

Dan kan je dat schemaatje van mij gebruiken waar je bron 1 uit hebt gepoetst.

R1 doet er dan niet toe, die staat rechtstreeks op de bron en heeft verder geen invloed op de rest.

Er gaat een stroom lopen door R3 en de onderste R2. Aangezien R3 1 ohm is en R2 100 ohm krijg je een spanningsdeling waarbij 1/101e deel van de spanning over R3 staat. De spanning over R3 is dan niet precies 1V, maar 1/101*100 = 0,9900990099.... V

Als je bron 2 wegdenkt en bron 1 inschakelt, dan gebeurt hetzelfde maar dan met een andere stroom/spanningsrichting.

Dankjewel. Dus het gedeelte parallel aan R3 (het bovenste stuk) heeft geen invloed?

En als R1 er niet toe doet, zou je hem dan kunnen weghalen? Wat is dan precies het nut van die weerstand?

[dof]

O het nut van R1 is natuurlijk het verlagen van de stroomsterkte door R2 en R3. Maar waarvoor zou dit nuttig kunnen zijn?

[klazon]

Dus het gedeelte parallel aan R3 (het bovenste stuk) heeft geen invloed?

Dat stuk heeft wel degelijk invloed, had ik even over het hoofd gezien, domdomdom.

Maar gezien de waarden is die invloed heel klein. Je krijgt 110 ohm (R1+R2) parallel aan 1 ohm (R3).

De vervanginsweerstand van dat samenstel is 0,99 ohm. Daardoor wordt de spaninng over R3 iets kleiner dan in de vorige berekening.

Wat de functie van R1 is in dit vraagstuk snap ik ook niet. Strikt genomen is die niet nodig. Het enige wat ik kan verzinnen is dat R1 een voorbelasting vormt op de bron, waardoor de bronspanning sneller naar nul gaat als die wordt afgeschakeld.

[ZVdP]

O het nut van R1 is natuurlijk het verlagen van de stroomsterkte door R2 en R3. Maar waarvoor zou dit nuttig kunnen zijn?

Bekijk het schema nog eens goed. R1 beïnvloed de spanning over R2 en R3 niet, en dus ook niet de stroom hierdoor.

R1 zorgt er enkel voor dat de spanningsbron meer stroom moet leveren.

Om nog even terug te komen op het superpositiebeginsel: als je een spanningsbron uitzet, staat deze op 0V, wat dus overeenkomt met een kortsluiting, en niet met een open klem.

Verder mag je dan ook niet je gevonden resultaat verdubbelen. Je moet beide gevallen uitrekenen, aangezien de situtatie niet volledig symmetrisch is (de 2 bronnen staan in dezelfde richting) en bovendien gaf je ook al mee dat beide bronnen niet synchroon zijn.