Drehkondensator < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 20:26 Do 28.11.2013 | | Autor: | sammy123 |
| Aufgabe | | Wie bestimme ich die Kapazität eines Drehkondesators, bestehend aus einem kreisförmigen Stator? |
Hallo zusammen,
hier die Aufgabenstellung:
Gegeben ist ein Drehkondensator, bestehend aus einem kreisförmigen Stator (Innenradius r1, Außenradius r2) und einem Winkel verstellbaren Halbkreisförmigen Rotor [mm] (\alpha=0...\pi). [/mm] Auf der unteren Hälfte des Stators ist ein halbkreisförmiges Dielektrikum mit der Dicke d2 aufgebracht.
Der restliche Raum ist mit Luft aufgefüllt.
Zwischen Rotor und Stator liegt die Spannung U0 an. Die drehbar gelagerte Welle ist isolierend ausgeführt. Gehen Sie von einem homogenen Feld zwischen Stator und Rotor aus.
Also ich hab schon mal ein elektr. Ersatzschaltbild der kapaz. Anordnung gezeichnet.
Das wäre (C1 in Reihe mit C2)||C3
Dann hab ich mir überlegt wie ich denn C1,C2 und C3 bestimmen kann.
[mm] C(\alpha) [/mm] = [mm] EoEr(A(\alpha)/d)
[/mm]
und [mm] A(\alpha) [/mm] = [mm] \alpha/360^\circ*Ages
[/mm]
Das wäre das ganze jetzt allgemein. Jetzt müsste ich doch eig nur noch Ages für alle drei C's bestimmen oder?
Danke für eure Hilfe
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 17:42 Fr 29.11.2013 | | Autor: | Infinit |
Hallo Sammy,
Deine allgemeinen Überlegungen zu den Flächenanteilen sind schon okay. Da sich der Kondensator aber immer nur aus den Teilen bildet, die sich in Rotor und Stator gegenüber stehen, komme ich nur auf zwei Kapazitätsanteile, nämlich den Anteil, in dem das Dielektrikum liegt und den Anteil, in dem sich Luft zwischen den Plattenteilen befindet. Die Spannung U0 liegt an beiden Kondensatoren, diese sind parallel zueinander geschaltet, so dass sich ihre Kapazitäten addieren.
Viele Grüße,
Infinit
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 12:31 So 01.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
> Hallo Sammy,
> Deine allgemeinen Überlegungen zu den Flächenanteilen
> sind schon okay. Da sich der Kondensator aber immer nur aus
> den Teilen bildet, die sich in Rotor und Stator gegenüber
> stehen, komme ich nur auf zwei Kapazitätsanteile, nämlich
> den Anteil, in dem das Dielektrikum liegt und den Anteil,
> in dem sich Luft zwischen den Plattenteilen befindet. Die
> Spannung U0 liegt an beiden Kondensatoren, diese sind
> parallel zueinander geschaltet, so dass sich ihre
> Kapazitäten addieren.
> Viele Grüße,
> Infinit
Hallo Infinit,
danke für deine Antwort.
Ich hab mir das ganze nochmal überlegt:
Da die Spannung senkrecht zur Grenzfläche ist, gibt es diese drei Situationen:
1) [mm] \alpha [/mm] = 0
2) 0 < [mm] \alpha [/mm] < [mm] \pi [/mm] und
[mm] 3)\alpha [/mm] = [mm] \pi
[/mm]
Oder ?
LG
Sammy123
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(Antwort) fertig | | Datum: | 14:27 So 01.12.2013 | | Autor: | Infinit |
Hallo sammy123,
jetzt müssen wir uns nur noch einigen, welchen Winkel Du mit welcher Stellung des Rotors verbinden willst.
Fall 1) Steht der Rotor genau dem unteren Halbkreis des Stators gegenüber, so befindet sich das Dielektrikum zwischen den beiden Platten.
Fall 2) Dreht man den Rotor ein bisschen aus dieser Stellung raus, so wird er, je nach Winkel unterschiedlich, einen Teil des Dielektrikums abdecken, aber auch einen Teil der oberen Statorhälfte, wo sich Luft zwischen den Platten befindet.
Fall 3) Der Rotor deckt sich hundertprozentig mit dem oberen Halbkreis des Stators, es befindet sich nur Luft zwischen beiden Platten.
Für Fall 1) und 3) kannst Du mit der Fläche eines Halbkreises die Kapazität der Anordnung sofort angeben. Der einzige Unterschied ist der, dass sich einmal ein Dielektrikum zwischen den Platten befindet und einmal nicht.
Bei Fall 2) wird die Sache etwas kniffliger, da man sozusagen einen "Mischbetrieb" hat.
Ich nehme an, dass Du diese Fälle mit Deinen Winkelangaben gemeint hast.
Viele Grüße,
Infinit
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 15:02 So 01.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
> Hallo sammy123,
> jetzt müssen wir uns nur noch einigen, welchen Winkel Du
> mit welcher Stellung des Rotors verbinden willst.
> Fall 1) Steht der Rotor genau dem unteren Halbkreis des
> Stators gegenüber, so befindet sich das Dielektrikum
> zwischen den beiden Platten.
> Fall 2) Dreht man den Rotor ein bisschen aus dieser
> Stellung raus, so wird er, je nach Winkel unterschiedlich,
> einen Teil des Dielektrikums abdecken, aber auch einen Teil
> der oberen Statorhälfte, wo sich Luft zwischen den Platten
> befindet.
> Fall 3) Der Rotor deckt sich hundertprozentig mit dem
> oberen Halbkreis des Stators, es befindet sich nur Luft
> zwischen beiden Platten.
> Für Fall 1) und 3) kannst Du mit der Fläche eines
> Halbkreises die Kapazität der Anordnung sofort angeben.
> Der einzige Unterschied ist der, dass sich einmal ein
> Dielektrikum zwischen den Platten befindet und einmal
> nicht.
> Bei Fall 2) wird die Sache etwas kniffliger, da man
> sozusagen einen "Mischbetrieb" hat.
> Ich nehme an, dass Du diese Fälle mit Deinen
> Winkelangaben gemeint hast.
> Viele Grüße,
> Infinit
Hallo Infinit,
das hätte ich noch dazu schreiben sollen. Aber ja ganz genau, so war das gemeint :)
Schönen Sonntag noch.
Liebe Grüße,
sammy123
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 18:02 Mo 02.12.2013 | | Autor: | sammy123 |
Jetzt hab ich noch eine weitere Frage dazu.
Wenn jetzt der Drehkondensator um 5 Statorplatten und 6 Rotorplatten erweitert wird und wir die Situation [mm] \alpha [/mm] = 0 betrachten, würde es ja für die Parallelschaltung(I) & Reihenschaltung (II) so aussehen:
[Dateianhang nicht öffentlich]
So wenn ich jetzt die Gesamtkapazität als Funktion von Cges (aus Aufgabenteil B) bestimmen soll, muss ich doch eigentlich bei I die Cges aus B * 6 nehmen und bei II eig genau dasselbe nur drauf achten, dass die nicht einfach nur addiert werden, weil es sich hierbei um eine Reihenschaltung handelt.
Kann das sein?
Stimmt meine Zeichnung überhaupt und meine Idee?
LG
sammy123
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig | | Datum: | 18:57 Mo 02.12.2013 | | Autor: | Infinit |
Hallo sammy123,
ja, für die Parallelschaltung der Kondensatorteile ist dies okay. Deine Überlegung für die Reihenschaltung ist zwar richtig, da erscheint es mir aber in der Praxis einfacher, einen Kondensator entsprechender Größe zu nehmen.
Viele Grüße,
Infinit
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