Switch Kondensator, C0 und Spannungen berechnen

Question

Durch das Schalten von Kapazitäten und den daraus entstehenden Ladungsausgleichungen können
Spannungsteiler realisiert werden. Mit der unten gezeigten Schaltung soll ein solcher Spannungsteiler
realisiert werden. Die Schalter S1 bis S3 sind zunächst offen und alle Kapazitäten sind zu Beginn
vollständig entladen. Außer für die erste Unteraufgabe können die Schalter als ideal angenommen
werden

 

* Die Schaltung soll mit einer Frequenz von 32 kHz betrieben werden. Dies bedeutet, dass nach
Schließen von S0 die Spannung am Knoten K in einer halben Periode von 0 V auf 99 % der
Spannung von Uin aufgeladen sein muss. Berechnen Sie die maximale Kapazität die C0 annehmen
darf, wenn der Schalter S0 nicht ideal wäre und einen Widerstand von 50 Ω besitzt.

* Nachdem der Kondensator C0 aufgeladen wurde, wird S0 geöffnet. Nun können die Schalter
S1 bis S3 geschlossen werden. Wie viele und welche Spannungen können am Knoten K erzeugt
werden? Für die Kapazitäten soll gelten: C1 = C0; C2 = C0/2; C3 = C0/4. (Für diese Aufgabe
wird angenommen, dass jeder Schalter nur 1x geschlossen wird, d.h. mehrfaches umschalten wird
nicht vorgenommen!)

Ich habe nur bisher einfache R-C Schaltungen (1 Schalter) ausgerechnet und sowas mit mehrere Schalter habe ich noch nicht gerechnet.

Brauche hilfe, um solche Aufgabe zu lösen.

um C0 zu berechnen
Erklärung:
τ = R * C
τ = 1 / f 
1 / f = R * C

Answer 1

Hallo

 deine Rechnung zu Co in a ist falsch weil  tau  nicht die Zeit ist in der er auf 99% aufgeladen ist.

2. wenn du S1 schließt wird C1 in Reihe zu C0 geschaltet, die Ladung  Q=Co*Ui bleibt erhalten, Die Gesamtkapazität geht auf C=(Co+C1)/(Co*C1) daraus die neue Spannung.

schließt man zusätzlich S2 wird ja C2 parallel zu c1 geschaltet, du ersetzt also C1 durch C1+C2, entsprechend mit S3. dabei nahm ich an dass ein einmal geschlossener S nicht wieder geöffnet wird. ( bist du sicher dass R0 nicht in Reihe mit dem Schalter sein soll, sondern parallel zu U? dann hat ha S keinen Widerstand?)

Gruß lul

Comments

Ja R0 sollte in Reihe mit dem Schalter, also Ich habe k.A., wie ich C0 richtig ausrechnen kann. Kannst du mir vielleicht einen Hinweis für Punkt 1 geben und danke für die Hinweis für Punkt 2

---

 ihr habt doch sicher eine Formel für die Aufladung eines C über R? in die setzt du die 0,99U ein und rechnest daraus Co aus. indem du t die Zeit für 1/2 Periode setzt.

---

diese Formel? 
Uc(t) = Uq*(1- e^(t/T))
T = R * C

---

Die Gesamtkapazität geht auf C=(Co+C1)/(Co*C1)

Das sollte wohl C = C₀ * C₁ / (C₀ + C₁) lauten.

---

Hallo Wolfgang

Danke für die Berichtigung des Fehlers. Ich hoffe der Frager hat es schon an den Einheiten gemerkt.

---

Hallo lul,

wer viel arbeitet wird Flüchtigkeitsfehler auf Dauer nicht vermeiden können :-)

Viele liebe Grüße

 Wolfgang