Berekening condensator, transmissie bij laag doorlaatfilter

sator stelde deze vraag op 03 oktober 2018 om 14:05.

 Beste,

Ik heb op school de volgende vraag gekregen:
1.    Een laagdoorlaatfilter heeft een kantelfrequentie fk=100 Hz. De weerstand is 10 kΩ.
a.    Bereken de waarde die de condensator moet hebben.
15.9
b.    Het filter moet een stoorsignaal van 50 Hz onderdrukken. Wat is de transmissie en de verzwakking voor dit stoorsignaal?
c.     Wat is de verzwakking voor een frequentie van 500 Hz?

Ik heb moeite met natuurkunde en weet niet waar ik moet beginnen.
Kan iemand mij hiermee helpen?

Alvast bedankt voor de moeite!!

Reacties

Theo de Klerk op 03 oktober 2018 om 14:24
Dit lijkt me niet (meer) een vraag voor de middelbare school maar eerder voor een elektronica-opleiding. Waar natuurkunde toch niet onbelangrijk is!

Bij een laag doorlaat filter worden de lage frequenties doorgelaten, de hoge "gesmoord" door een zeer hoge impedantie (weerstand).
Je kunt het ook zien als:
  • lage frequentie doet condensator langzaam opladen en ontladen: er gaat geen stroom doorheen. Enige uitweg: naar punt c (in onderstaande figuur). Daarmee is de spanning tussen c en d gelijk aan die tussen a en b minus de spanningsval over weerstand R
  • hoge frequentie laden en ontladen de capaciteit voortdurend en het lijkt net alsof de wisselstroom door de capaciteit heen gaat omdat de stroomrichting zo vaak van richting verandert. Als daarmee de capaciteit blijkbaar een draadje wordt zonder weerstand dan gaat de stroom vooral daar doorheen en is de spanningsval over de capaciteit (en daarmee tussen c en d) vrijwel 0 V. Stromen met hoge frequenties worden dus niet doorgelaten.
Als doorlaatkantelfrequentie wordt  ω = 1/(RC) genomen  (ω = 2πf)
Bij gegeven frequentie f en weerstand R laat zich C toch wel berekenen?

De spanning over de condensator C is uiteindelijk ook de spanning Uuit over cd vergeleken met de ingangsspanning Uin over ab.
Je kunt berekenen (staat vast in je boek) dat:


voor een laag doorlaatfilter (vul een hoge waarde van ω in en 1/ω factoren gaan naar nul).

Op dezelfde manier kun je  voor een hoog doorlaatfilter bepalen dat
  
(hoge waarde van ω doet de noemer van de  breuk op R uitkomen)
met als schakeling
 

Dus met de berekende waarde van C (en bekende R) kun je uitrekenen hoe effectief het is voor 50 Hz. Transmissie is dan wat van de ingangsspanning overblijft (aantal volt), verzwakking hoeveel keer dit meer of minder is dan de ingangsspanning (dus factor).
Voor 500 Hz is het een berekening door herhaling van zetten.




(plaatjes uit: Arthur F. Kip - Elektriciteit en magnetisme, Prisma Technica 6, uitg. 1970)
Sator op 03 oktober 2018 om 14:32
Nee, voor de opleiding Biometrie.
bedankt voor de reactie!

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Noortje heeft zesentwintig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Noortje nu over?

Antwoord: (vul een getal in)