1 van 2

diodestroom

Geplaatst: za 31 aug 2024, 16:01
door ukster
Gegeneraliseerde diodevergelijking:
diodevergelijking
diodevergelijking 2671 keer bekeken
(diodefactor n=9/5, lekstroom Io=10-9 A, T=14,635°C. )

Voor de vragen heb je wel computersoftware nodig!

Hoe luidt de exacte (analytische) oplossing voor de diodestroom Id.

Teken de diodestroom, de voedingspanning en de diodespanning voor 0<t<2sec wanneer de diode is aangesloten op een spanning van 2sin2πt Volt met een serieweerstand van 5Ω

Re: diodestroom

Geplaatst: za 31 aug 2024, 16:35
door ukster
ik bedoelde T=16,7188°C

Re: diodestroom

Geplaatst: za 31 aug 2024, 18:20
door ukster
Vergeet die rare temperatuurwaarden!
Het is veel interessanter de vraag op te lossen voor bijvoorbeeld T= -10°C en T=50°C

Re: diodestroom

Geplaatst: za 31 aug 2024, 18:27
door wnvl1
Is a=q/kT?

Re: diodestroom

Geplaatst: za 31 aug 2024, 18:45
door ukster
Ja!

Re: diodestroom

Geplaatst: za 31 aug 2024, 19:14
door ukster
De vraagvolgorde kan beter :(
ukster schreef: za 31 aug 2024, 16:01 Gegeneraliseerde diodevergelijking:
diodevergelijking.png
(diodefactor n=9/5, lekstroom Io=10-9 A)

Voor het beantwoorden van de vragen heb je wel computersoftware nodig!

Hoe luidt de exacte (analytische) oplossing voor de diodestroom wanneer de diode is aangesloten op een spanning van 2sin2πt Volt met een serieweerstand van 5Ω.

Teken de diodestroom, de voedingspanning en de diodespanning voor 0<t<2sec voor T=-10°C en T=50°C

Re: diodestroom

Geplaatst: za 31 aug 2024, 19:41
door wnvl1
Hier de code voor -10°C. De analytische uitdrukking voor de spanning in functie van de stroom zit meer vervat in de code.

Code: Selecteer alles

import numpy as np
from scipy.optimize import fsolve
import matplotlib.pyplot as plt

n=9/5
I0=10e-9
q=1.602e-19
k=1.380649e-23
T=273.15-10
a=q/(k*T)
R=5

# Define the nonlinear function f(i, t)
def f(i, t):
    return 2*np.sin(2*np.pi*t)-R*i-np.log(i/I0+1)*n/a 

def solve_for_i(t, initial_guess=0.0001):
    # Define a wrapper function that fixes t
    def equation_to_solve(i):
        return f(i, t)
    
    # Use root_scalar to solve the equation
    solution = fsolve(equation_to_solve, 0.001)
    return solution[0]

def calculate_v_diode_from_i(i):
    return np.log(i/I0+1)*n/a

def i_of_t(t_values):
    return [solve_for_i(t) for t in t_values]


def v_bron_of_t(t_values):
    return [2*np.sin(2*np.pi*t) for t in t_values]


def v_of_i(i_values):
    return [calculate_v_diode_from_i(i) for i in i_values]


t_values = np.arange(0, 2, 0.001)  # Example t values
i_values = i_of_t(t_values)
v_values = v_of_i(i_values)
v_bron_values = v_bron_of_t(t_values)

# Plot the function i(t)
plt.plot(t_values, i_values, label="i(t)")
plt.plot(t_values, v_values, label="v(t)")
plt.plot(t_values, v_bron_values, label="v_bron(t)")
plt.xlabel("t")
plt.legend()
plt.title("T = -10°C")
plt.grid(True)
plt.show()
download2
download1

Re: diodestroom

Geplaatst: za 31 aug 2024, 20:07
door ukster
Dit is de exacte analytische oplossing:
diodestroom en diodespanning
diodestroom en diodespanning 2504 keer bekeken

Re: diodestroom

Geplaatst: za 31 aug 2024, 20:09
door wnvl1
Je bedoelt een analytische oplossing van het volledige circuit. Ik heb dat geprobeerd met sympy maar dat lukte niet. Ook met scipy was het trouwen wat proberen eer het mij lukte om de vergelijking niet numeriek op te lossen.

Re: diodestroom

Geplaatst: za 31 aug 2024, 20:18
door ukster
in Maple
Analytische oplossing diodestroom
Analytische oplossing diodestroom 2488 keer bekeken

Re: diodestroom

Geplaatst: za 31 aug 2024, 20:29
door ukster
Diodestroom
U en Udiode
@wnvl1
Jouw diodekeerspanning in de tekening klopt niet!

Re: diodestroom

Geplaatst: za 31 aug 2024, 21:06
door wnvl1
10^-9 = 1e-9 ipv 10e-9

Zo lijkt het er meer op.
download1
download2

Re: diodestroom

Geplaatst: za 31 aug 2024, 21:16
door ukster
de sperspanning van de diode is nagenoeg gelijk aan de negatieve ingangsspanning
Diodesperspanning

Re: diodestroom

Geplaatst: za 31 aug 2024, 21:34
door wnvl1
Dat is inderdaad niet logisch, ik had alleen maar gelet op de positieve kant.

Re: diodestroom

Geplaatst: za 31 aug 2024, 21:48
door wnvl1
Als je dicht bij de drempelspanning komt van de diode wordt de stroom al heel klein. Daar zal het vermoedelijk numeriek fout lopen met scipy. Dat is lastig als je geen exacte analytische oplossing hebt.