Circuito RC
lau
Quando vengono utilizzati i condensatori?So che servono ad accumulare
elettricità.Qualche esempio pratico?
E poi,in un circuito RC qual è il percorso delle cariche elettriche?
Gli elettroni lasciano la batteria e si accumulano sull'armatura del
condensatore(dopo aver attraversato una resistenza...che poi non ho
capito che bisogno c'è di applicare una resistenza),quindi l'altra
armatura dovrebbe essere positiva,giusto?La batteria si scaricherà
completamente mentre il condensatore si caricherà assumendo la
differenza di potenziale precedentemente assunta dalla batteria..
quante assurdità ho scritto?:-)
questo newsgroup comunque sta diventando la mia salvezza:)grazie a tutti
quelli che mi rispondono.
Saluti
Giorgio Bibbiani
> Quando vengono utilizzati i condensatori?So che servono ad accumulare
> elettricità.Qualche esempio pratico?
Ad es. nel computer che stai utilizzando
in questo momento ce ne sono a bizzeffe...
I condensatori possono servire ad accumulare cariche elettriche e
quindi energia, in quasi ogni apparato elettronico alimentato dalla rete
esiste un alimentatore che usa dei condensatori di filtro per convertire
la tensione di rete alternata in tensione continua, oppure ancora in alcuni
veicoli a propulsione elettrica condensatori di grande capacita' sono
utilizzati per recuperare e accumulare energia durante le frenate, energia
che sara' poi fornita ai motori durante la fase di propulsione.
In moltissimi circuiti elettronici sono presenti condensatori che accoppiati
a resistenze (il circuito RC :-) possono essere utilizzati per generare
una costante di tempo, o ancora i condensatori possono essere utilizzati
per accoppiare o disaccoppiare dei circuiti, per far passare
o per arrestare componenti di segnale ad una data frequenza.
> E poi,in un circuito RC qual è il percorso delle cariche elettriche?
> Gli elettroni lasciano la batteria e si accumulano sull'armatura del
> condensatore
Si accumulano su una delle due armature del condensatore,
quella collegata al polo negativo della batteria.
> (dopo aver attraversato una resistenza...che poi non ho
> capito che bisogno c'è di applicare una resistenza),
Anche non volendola applicare ci sarebbe inevitabilmente la
resistenza interna della batteria, quella dei conduttori utilizzati
per collegare la batteria al condensatore, quella interna al
condensatore (in serie).
> quindi l'altra
> armatura dovrebbe essere positiva,giusto?
Giusto.
> La batteria si scaricherà
> completamente mentre il condensatore si caricherà assumendo la
> differenza di potenziale precedentemente assunta dalla batteria..
La batteria si scarichera' per una durata di tempo dell'ordine di 1 / RC,
e poi cessera' il processo di scarica (nel limite in cui si possono trascurare
le perdite dovute agli inevitabili difetti di isolamento tra le armature del
condensatore e l'autoscarica della batteria).
Una volta che il condensatore si sia caricato, la differenza di potenziale
ai capi della batteria risulta uguale a quella ai capi del condensatore.
Ciao
--
Giorgio Bibbiani
ds_...@hotmail.it
> > La batteria si scaricherà
> > completamente mentre il condensatore si caricherà assumendo la
> > differenza di potenziale precedentemente assunta dalla batteria..
>
> La batteria si scarichera' per una durata di tempo dell'ordine di 1 / RC,
> e poi cessera' il processo di scarica (nel limite in cui si possono trascurare
> le perdite dovute agli inevitabili difetti di isolamento tra le armature del
> condensatore e l'autoscarica della batteria).
> Una volta che il condensatore si sia caricato, la differenza di potenziale
> ai capi della batteria risulta uguale a quella ai capi del condensatore.
>
Sei sicuro che la batteria si scaricherà in un tempo RC? Che bisogno
c'è?
Un generatore di tensione "ideale" mantiene una differenza di
potenziale ai suoi capi.
Ovviamente, il mio telecomando si scarica (in qualche mese) ma quello
è un altro fenomeno,
dovuto alla chimica della pila.
Il fenomeno che avviene è la carica del condensatore (di capacità C),
per cui dopo un tempo 3RC le differenze di potenziale ai capi del
generatore di tensione e del condensatore saranno uguali?
Il fenomeno che descrivi, in cui una batteria si scarica e un
condenatore si carica, mi sembra un circuito oscillante con due
condesatori con capacità diverse, ma penso che sia diverso da quello
che chiedeva lau, in cui immagino intendesse una batteria duracel o
eventualmente un generatore.
Giorgio Bibbiani
>> La batteria si scarichera' per una durata di tempo dell'ordine di 1 / RC,
>> e poi cessera' il processo di scarica (nel limite in cui si possono trascurare
>> le perdite dovute agli inevitabili difetti di isolamento tra le armature del
>> condensatore e l'autoscarica della batteria).
>> Una volta che il condensatore si sia caricato, la differenza di potenziale
>> ai capi della batteria risulta uguale a quella ai capi del condensatore.
>>
>
> Sei sicuro che la batteria si scaricherà in un tempo RC? Che bisogno
> c'è?
La batteria si scarichera' _per_ una durata di tempo dell'ordine
di RC (nel messaggio precedente avevo scritto per errore 1/RC),
non _in_ una durata di tempo dell'ordine di RC, cioe' la
batteria eroghera' corrente e cedera' energia al condensatore
per una durata di tempo dell'ordine di RC.
Questo non vuol dire che la batteria sara' "scarica" alla fine
del processo, lo stato di carica finale della batteria dipende
dal suo stato di carica iniziale, dalla capacita' della batteria,
dalle condizioni in cui e' avvenuta l'erogazione di corrente.
> Un generatore di tensione "ideale" mantiene una differenza di
> potenziale ai suoi capi.
> Ovviamente, il mio telecomando si scarica (in qualche mese) ma quello
> è un altro fenomeno,
> dovuto alla chimica della pila.
>
> Il fenomeno che avviene è la carica del condensatore (di capacità C),
> per cui dopo un tempo 3RC le differenze di potenziale ai capi del
> generatore di tensione e del condensatore saranno uguali?
Il tempo 3RC e' un tempo convenzionale, quello a cui il processo
di carica del condensatore si e' completato al 95%, se la batteria
genera una tensione costante V_0 e il condensatore e' inizialmente
scarico, la tensione V(t) ai suoi capi varia con legge:
V(t) = V_0 * (1 - exp(-t / (RC))
Ciao
--
Giorgio Bibbiani.
Franco
> Quando vengono utilizzati i condensatori?So che servono ad accumulare
> elettricità.Qualche esempio pratico?
Sapendo il livello dei tuoi studi sarebbe piu` facile, ma qualche
indicazione generale provo a dartela.
1) Servono come filtri, per trattare diversamente le varie frequenze
contenute in un segnale. Ad esempio si possono usare per bloccare una
tensione continua e a far passare le variazioni, oppure come filtri piu`
complicati.
2) Servono a mantenere costante la tensione in un punto, come se fossero
delle piccole batterie
3) servono a fare i circuiti risonanti quando messi insieme a una
induttanza: in questo caso possono essere usati per fare degli
oscillatori sinusoidali o ancora dei filtri.
4) sfruttando il tempo di carica e scarica, servono a generare degli
impulsi di durata o periodo prefissati.
5) servono come memorie analogiche, in cui memorizzare una tensione che
viene mantenuta nel tempo (di solito non troppo lungo, causa perdite varie)
Sul resto un'altra volta :)
--
Franco
Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
Elio Fabri
> Sapendo il livello dei tuoi studi sarebbe piu` facile, ma qualche
> indicazione generale provo a dartela.
Non so se faccio bene, ma vorrei aggiungere che i condensatori ci sono
anche quando uno non li vorrebbe tra i piedi: si chiamano "capacita'
parassite".
In un circuito elettronico possono avere diversi effetti spiacevoli:
- possono rallentare la velocita' di funzionamento, limitando quindi
le prestazioni
- possono anche provocare oscilazioni indesiderate, nel qual caso il
circuito e' inutilizzabile "donec corrigatur" :-)
--
Elio Fabri
Stefano Crimì
>Quando vengono utilizzati i condensatori?So che servono ad accumulare
>elettricità.Qualche esempio pratico?
Ad esempio per rettificare la corrente (ossia trasformare una corrente
alternata in una corrente continua). Tutte le apparecchiature
elettroniche funzionano a corrente continua, ma la rete elettrica
eroga corrente alternata, che quindi va trasformata in continua. Il
condensatore ha la caratteristica che la tensione ai suoi capi è una
funzione continua (ossia non può avere salti), e quindi può essere
utilizzato per tali scopi.
Ma le applicazioni dei condensatori sono infinite...
Stefano
Franco
> Ad esempio per rettificare la corrente (ossia trasformare una corrente
> alternata in una corrente continua).
Forse meglio dire raddrizzare (rettificare vuol dire lavorare la
superficie di un pezzo meccanico mediante la rettificatrice :)), e
soprattutto quanto dici non e` vero. Un condensatore non puo`
trasformare una alternata in una continua, ci vuole un componente non
lineare (diodo). Spesso si trova un condensatore di livellamento dopo i
diodi, ma nelle apparecchiature piu` moderne questo condensatore e`
vietato: la tensione alternata raddrizzata va direttamente a un circuito
elettronico (PFC) senza condensaori o induttori di mezzo.
luh
> Spesso si trova un condensatore di livellamento dopo i
> diodi, ma nelle apparecchiature piu` moderne questo condensatore e`
> vietato: la tensione alternata raddrizzata va direttamente a un circuito
> elettronico (PFC) senza condensaori o induttori di mezzo.
questa me la spieghi e mi posti anche un link a qualche schema eh? ;-)
anche perche' mi stravolgi la teoria del raddrizzamento, un conto e' un
PFC per riportare in fase il carico, un altro e' eliminare i componenti
fondamentali ...
ciao
luh
--
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Leggi le FAQ di IHSatD: http://ihsatd.cjb.net
Togli _NOSPAM_ per rispondere in privato
Franco
> questa me la spieghi e mi posti anche un link a qualche schema eh? ;-)
L'accoppiata diodi+condensatore di livellamento crea un assorbimento
impulsivo dalla rete (http://www.st.com/stonline/books/pdf/docs/4042.pdf
figura 1), cosa non ammessa dalle norme di compatibilita` elettromagnetica.
Per evitare questi impulsi, non si mette il grosso condensatore di
livellamento e il carico collegato all'uscita del raddrizzatore deve
comportarsi come una resistenza.
> anche perche' mi stravolgi la teoria del raddrizzamento, un conto e' un
> PFC per riportare in fase il carico, un altro e' eliminare i componenti
> fondamentali ...
Il pfc non si limita a riportare il fase il carico, ma soprattutto
toglie (o menglio non genera proprio) le armoniche sulla corrente assorbita.
luh
> Per evitare questi impulsi, non si mette il grosso condensatore di
> livellamento e il carico collegato all'uscita del raddrizzatore deve
> comportarsi come una resistenza.
beh, in accordo al pdf il grosso condensatore di livellamento c'e'
sempre, al limite un po' piu' piccolo grazie all'aiuto del pfc (attivo),
ma sempre indispensabile ;-)
> Il pfc non si limita a riportare il fase il carico, ma soprattutto
> toglie (o menglio non genera proprio) le armoniche sulla corrente
> assorbita.
perche' simula la presenza di una resistenza a valle del raddrizzatore.
e fin qui ci siamo arrivati, ma ero curioso di vedere uno schema
elettrico di questa nuova meraviglia dell'elettronica :-)
in fin dei conti in qualche modo bisognera' pur realizzarlo, e lo
schemino di principio non dice niente (e' il classico booster dc/dc),
che se lavora a frequenza piu' alta di quella di rete (e per fare da
booster *deve*) per forza di cose riduce il condensatorone di filtro
Elio Fabri
> Ad esempio per rettificare la corrente (ossia trasformare una corrente
> alternata in una corrente continua). Tutte le apparecchiature
> elettroniche funzionano a corrente continua, ma la rete elettrica
> eroga corrente alternata, che quindi va trasformata in continua. Il
> condensatore ha la caratteristica che la tensione ai suoi capi è una
> funzione continua (ossia non può avere salti), e quindi può essere
> utilizzato per tali scopi.
s'indovina" :)
Bene: leggendo il tuo post mi e' venuto il sospetto che la parola
"continua" in "corrente continua" abbia lo stesso significato che in
"funzione continua".
Dimmi che mi sbaglio :-))
--
Elio Fabri
Stefano Crimì
wrote:
>Bene: leggendo il tuo post mi e' venuto il sospetto che la parola
>"continua" in "corrente continua" abbia lo stesso significato che in
>"funzione continua".
No, sono due concetti diversi! Il primo è fisico, il secondo
matematico ;-)
Per corrente continua intendo quella caratterizzata da un flusso di
elettroni che si muovono - all'interno del circuito - sempre nella
stessa direzione.
Per funziona continua intendo una funzione f(x) - definita in un certo
dominio - per la quale, comunque preso un punto x0 all'interno del
dominio, il valore di f(x0) coincide con il limite di f(x) per x->x0
Stefano
Franco
> beh, in accordo al pdf il grosso condensatore di livellamento c'e'
> sempre, al limite un po' piu' piccolo grazie all'aiuto del pfc (attivo),
> ma sempre indispensabile ;-)
Non e` un condensatore di livellamento ma di filtro ad alta frequenza.
La tensione sul condensatore e` praticamente |Vpk*SIN(omega t)|
>> Il pfc non si limita a riportare il fase il carico, ma soprattutto
>> toglie (o menglio non genera proprio) le armoniche sulla corrente
>> assorbita.
>
> perche' simula la presenza di una resistenza a valle del raddrizzatore.
Si`
> e fin qui ci siamo arrivati, ma ero curioso di vedere uno schema
> elettrico di questa nuova meraviglia dell'elettronica :-)
>
> in fin dei conti in qualche modo bisognera' pur realizzarlo, e lo
> schemino di principio non dice niente (e' il classico booster dc/dc),
> che se lavora a frequenza piu' alta di quella di rete (e per fare da
> booster *deve*) per forza di cose riduce il condensatorone di filtro
Non ho capito: un boost puo` partire dalla continua e alzarne la
tensione. Qui invece lo si controlla in modo che consumi una corrente
proporzionale alla tensione istantanea e non si mette il condensatore di
filtro. Un esempio di schema lo trovi qui:
http://www.st.com/stonline/products/literature/ds/1366/l4981.pdf figura
19. Il condensatore dopo i diodi e` da 330 nF (NANO!) e serve solo per
il rumore, non per filtrare. Qui invece
http://focus.ti.com/lit/an/slua177a/slua177a.pdf il condensatore dopo il
ponte e` da 470 nF quindi assolutamente inutile per livellare la
tensione raddrizzata.
Ciao
luh
> Non ho capito: un boost puo` partire dalla continua e alzarne la
> tensione.
ok
> Qui invece lo si controlla in modo che consumi una corrente
> proporzionale alla tensione istantanea
ok, in pratica fa la stessa cosa di prima (alza la tensione, e' l'unico
modo per aumentare l'assorbimento), e ovviamente lo fa commutando a
frequenza elevata.
> e non si mette il condensatore di
> filtro.
non si mette dopo il ponte di diodi perche' deve essere alimentato da
una tensione pulsante, pero' se guardi lo schema a valle il
condensatorone di filtro c'e' eccome, il solito 100 microfarad
compatibile con i quasi 400 volts in gioco. tuttalpiu' ne hanno messi
100 invece di 220, ma c'e' una complicazione notevole del circuito solo
per rifasare, dubito che il risparmio sul condensatore giustifichi la
circuiteria aggiuntiva.
insomma, e' una circuiteria "dovuta", oltre che intelligente, ma ce la
vedo male in un sistema ad alta affidabilita' ...
> Un esempio di schema lo trovi qui:
memorizzati ed interessanti, grazie.
Franco
> ok, in pratica fa la stessa cosa di prima (alza la tensione, e' l'unico
> modo per aumentare l'assorbimento), e ovviamente lo fa commutando a
> frequenza elevata.
Non sono sicuro di aver capito. Si usa un booster, perche' puo` prendere
qualunque valore di tensione di ingresso, da 0 a Vpk e assorbire
corrente da quella tensione. La corrente assorbita e` controllata in
modo proporzionale alla tensione istantanea. Si puo` usare anche un
buckboost o un flyback, mentre non si puo` usare un buck, perche' quando
la tensione di ingresso e` minore di quella di uscita il buck non puo`
assorbire corrente.
>> e non si mette il condensatore di filtro.
>
> non si mette dopo il ponte di diodi perche' deve essere alimentato da
> una tensione pulsante, pero' se guardi lo schema a valle il
> condensatorone di filtro c'e' eccome, il solito 100 microfarad
> compatibile con i quasi 400 volts in gioco. tuttalpiu' ne hanno messi
> 100 invece di 220, ma c'e' una complicazione notevole del circuito solo
> per rifasare, dubito che il risparmio sul condensatore giustifichi la
> circuiteria aggiuntiva.
Quello non lo chiamerei condensatore di filtro, ma hai ragione, c'e`.
Dato che il circuito consuma potenza come una resistenza (quindi
proporzionale a un SIN^2), serve un posto per mettere l'energia in
eccesso e da dove prenderla quando la potenza istantanea in ingresso e`
minore di quella media in uscita.
La complicazione del pfc non e` fatta per risparmiare su questo
condensatore, ma per avere un consumo di corrente sinusoidale, in modo
da non inquinare la rete elettrica con gli impulsi di corrente.
> insomma, e' una circuiteria "dovuta", oltre che intelligente, ma ce la
> vedo male in un sistema ad alta affidabilita' ...
Di solito piu` pezzi ci sono piu` alta e` la probabilita` di guasto e il
costo :(. Pero` i regolamenti richiedono questo circuito. All'inizio
degli anni 90 il centro di calcolo di una grossa banca si era bloccato a
causa del neutro che andava a spasso a causa di tutti gli assorbimenti
impulsivi dei vari pc.
Elio Fabri
> No, sono due concetti diversi! Il primo è fisico, il secondo
> matematico ;-)
Pero' allora mi dovresti spiegare che c'entrava tirare in ballo la
proprieta' del condensatore "la tensione ai suoi capi è una funzione
continua" (parole tue) per spiegarne l'uso in un raddrizzatore, come
elemento filtrante.
Anche una tensione alternata, oppure una tensione raddrizzata pulsante,
perfino a una sola semionda, e' comunque una funzione continua...
Quindi?
--
Elio Fabri