Nederlands
Menu

Basis van elektrische schakelingen en elektromagnetisme

Een ongeladen condensator C wordt via een weerstand R met een gelijkspanning E volledig opgeladen. Welke uitspraak over de energie die daarbij in de weerstand wordt gedissipeerd is juist?

  1. A(1/2)CE², ongeacht de waarde van R: de helft van de energie CE² die de bron levert
  2. BHoe kleiner R, hoe kleiner; als R naar 0 gaat, gaat ze naar 0
  3. CCE², ongeacht de waarde van R
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. (1/2)CE², ongeacht de waarde van R: de helft van de energie CE² die de bron levert

Tijdens het laden levert de bron de lading Q = CE, dus de bron verricht de arbeid QE = CE². In de condensator wordt (1/2)CE² opgeslagen, en de overige (1/2)CE² wordt in de weerstand in warmte omgezet. Integreert men het vermogen in de weerstand met i = (E/R)e^(−t/RC), dan volgt ∫i²R dt = (E²/R) × RC/2 = (1/2)CE², waarin R wegvalt. Een kleine R maakt de stroom alleen groter en korter; het totale verlies blijft gelijk. Ook het dynamisch vermogen CV²f van CMOS-logica komt voort uit dit laad- en ontlaadverlies.

Dit onderwerp oefenen Naar de onderwerppagina

Meer vragen over Basis van elektrische schakelingen en elektromagnetisme

  1. Een spoel en een weerstand van 10 Ω zijn in serie aangesloten op een gelijkspanningsbron met een bronspanning van 10 V, en parallel aan de spoel staat een weerstand van 100 Ω. Na voldoende lange tijd worden de bron en de weerstand van 10 Ω met een schakelaar losgekoppeld. Hoe groot is de spanning over de weerstand van 100 Ω direct na het loskoppelen? (De wikkelingsweerstand van de spoel wordt verwaarloosd.)
  2. Een geladen plaatcondensator wordt van de bron losgekoppeld, en de ruimte tussen de platen (lucht, relatieve permittiviteit gelijk aan 1 verondersteld) wordt volledig gevuld met een diëlektricum met relatieve permittiviteit εr. Welke beschrijving van de verandering van de spanning tussen de platen en van de opgeslagen energie is juist?
  3. Twee spoelen met zelfinducties L1 = 4 mH en L2 = 9 mH zijn magnetisch gekoppeld met een koppelingsfactor k = 0,5. Hoe groot is de wederzijdse inductie M?
  4. Op de secundaire zijde van een ideale transformator met windingsverhouding N1:N2 = 10:1 wordt een resistieve belasting van 8 Ω aangesloten. Welke impedantie ziet men vanaf de primaire zijde?
  5. Door een solenoïde (als voldoende lang te beschouwen) met een lengte van 0,5 m, een straal van 1 cm en 500 windingen loopt een stroom van 2 A. Welke waarde ligt het dichtst bij de magnetische fluxdichtheid nabij het midden binnenin? (In vacuüm, μ0 = 4π×10⁻⁷ H/m.)