KONDANSATÖR ŞARJ DEŞARJ SORUSU
Üniversite düzeyi elektrik elektronik konusu. DC gerilimde RL devrelerinde kondansatörün şarj ve deşarj süreleri. Kondansatörün herhangi bir andaki akım ve geriliminin bulunması. Çözümlü örnek.
Soru – 1
Şekildeki devrede R direnci 20 k Ω C kapasitörü 250 µF dır. Devrenin besleme kaynağı 20V’tur.
t = 0 anında A1 anahtarı kapatılarak kondansatörün dolmaya başlaması sağlanıyor.
Buna göre,
A) t = 2 s’de I1 akımını bulunuz.
B) t = 2 s’de R direnci üzerindeki gerilimi ve kondansatördeki gerilimi bulunuz.
C) t = 5 s’de I1 akımını bulunuz.
D) Kondansatör üzerindeki voltajın 19,9 V olması için geçen süreyi hesaplayınız.
Çözüm:
A)
Kondansatörün zaman sabitesini hesaplayalım.
τ = R.C
τ = 250.10-6 . 20.103
= 5000.10-3
= 5
Herhangi bir anda kondansatör üzerindeki akım,
t = 2 s için,
= 0,67.10-3
= 0,67 mA
B) t = 2 s de R üzerindeki gerilim yukarıda hesapladığımız akım ile direncin çarpımına eşittir.
VR(2) = 20.103 . 0,67.10-3
=13,4 V
Şimdi VC(2) yi hesaplayalım.
Herhangi bir t anında kondansatördeki gerilim,
= 20 – 13,4 = 6,6 V
Bu sonucu kaynak geriliminden yukarıda bulduğumuz VR(2) gerilimini çıkararak da bulabilirdik.
C) t = 5 s deki akım.
= 0,37.10-3
= 0,37 mA
D)
Ln(0,005) = -t/5
-5,3 = -t/5
t = 26,5 s
Soru – 2
Yukarıdaki devrede, başlangıçta A1 anahtarı açık, A2 anahtarı kapalıdır. Bu şekilde kondansatörün tam dolması sağlanıyor ve kondansatör gerilimi 20 V olduğunda t = 0 anında A1 anahtarı açılıp A2 anahtarı kapatılarak kondansatörün boşalması sağlanıyor.
Buna göre,
A) t = 2 s de I1 akımını bulunuz.
B) t = 2 s’de R direnci üzerindeki gerilimi ve kondansatör üzerindeki gerilimi bulunuz.
C) t = 10 s’de kondansatör ve R direnci üzerindeki gerilimleri bulunuz.
D) Kondansatörün üzerindeki voltajın 1 V olması için geçen süreyi hesaplayınız.
Çözüm:
A)
Kondansatör boşalırken devreden akan akım.
t = 2 s için,
= 10-3 . 0,67
= 0,67 mA
B)
Herhangi bir t anında kondansatör üzerindeki gerilim,
= 20.0,67
= 13,4 V
Bu gerilim aynı zamanda direnç üzerindeki gerilimdir.
VR(2) = 13,4 V
Bu sonucu A şıkkında bulduğumuz akımı direnç ile çarparak da bulabilirdik.
VR(2) = 0,67 mA . 20 k
= 13,4 V
C)
t = 10 s deki akımı bulalım.
= 10-3 . 0,13
= 0,13 mA
R üzerindeki gerilim bu akım ile R direncinin çarpımına eşittir.
VR(10) = I(10).R
= 0,13.10-3 . 20.103
= 2,6 V
Bu gerilim aynı zamanda kondansatör üzerindeki gerilime eşittir.
D)
Kondansatörde t anındaki gerilim,
Gerilimin 1 V olduğu t anını hesaplayacağız.
Ln(0,05) = -t/5
-3=-t/5
t = 15 s
Aşağıdaki linkte konu anlatımı ve başka bir örnek yer alıyor.
Kondansatör Şarj ve Deşarj Hesaplamaları
SANATSAL BİLGİ
20/03/2019