¿Es posible medir el voltaje mientras se está cargando?

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Supongamos que tenemos una fuente de alimentación de CC simple que carga una batería o un condensador.

Si intentamos medir el voltaje del capacitor en este simple circuito, leeremos el voltaje de la fuente de energía:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

¿Es posible medir directamente el voltaje del capacitor sin desconectar la fuente de energía y sin conocer la constante de tiempo y la capacitancia del capacitor ?

Es decir, me pregunto si hay un circuito que pueda lograr esto without explotando las siguientes soluciones:

  1. Si desconectamos o apagamos temporalmente la fuente de alimentación, el voltímetro leerá el voltaje a través del condensador.
  2. Si conocemos la constante de tiempo y la capacitancia, podríamos conectar un amperímetro y deducir el voltaje del condensador a partir de eso. (O, si supiéramos que estaba completamente descargado inicialmente, podríamos integrar el amperaje desde el inicio de la carga para calcular su voltaje).

He estado tratando de imaginar una disposición inteligente de diodos que podría permitir la medición durante la carga, pero eso me ha hecho pensar que esto es teóricamente imposible usando un circuito estático.

    
pregunta feetwet

2 respuestas

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Como dice Peter, en el mundo ideal con componentes y circuitos ideales, no puede hacer esto: el voltaje medido en el capacitor es siempre el valor de la fuente de voltaje (y el capacitor se carga instantáneamente con un inicial infinito aumento de corriente, ya que estos son circuitos ideales).

Por supuesto, en el mundo real, puede medir la tensión de carga si su medidor tiene una impedancia de entrada mucho mayor que la tensión Thevenin y más alta que el ESR del capacitor. En el mundo real, estos dispositivos no se parecen mucho a los ideales.

Usted tiene que modelar la realidad de manera diferente: la fuente de voltaje se convierte en una fuente de Thevenin con una resistencia en serie, el capacitor tiene una resistencia en serie y el medidor de voltaje tiene una resistencia / impedancia de entrada en paralelo con el medidor de impedancia infinita ideal. Por lo tanto, su circuito real debe tener 3 resistencias, una fuente de voltaje ideal, un medidor ideal y un capacitor ideal, como este:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Si simulas este circuito, se acercará más a la realidad.

Una lección clave aquí: los resultados del simulador de circuito siempre son mentiras porque deben asumir un modelo de realidad que siempre tiene menos fidelidad que el mundo real (el único modelo que puede tener fidelidad total es el la realidad en sí misma, así que constrúyala y tendrás eso: un modelo es un mapa, no el territorio en sí. ¡Es un defecto universal en el pensamiento moderno confundir el mapa con el territorio! Por supuesto, los modelos también pueden decir algunas verdades: la responsabilidad del usuario de los simuladores es saber en qué punto comienzan las mentiras.

    
respondido por el user134468
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El circuito está equivocado y no representa un cargador del mundo real. Un cargador, incluso si está modelado como una fuente de voltaje, tendrá una resistencia en serie, de modo que cuando mida el voltaje a través del condensador verá su voltaje y no el de la fuente de voltaje.

La mayoría de los cargadores de baterías del mundo real tienen varios modos de funcionamiento, un modo típico de carga es que funcionan a una corriente constante hasta que la batería alcanza su voltaje nominal y luego a un voltaje constante hasta que la batería alcanza su capacidad máxima.

    
respondido por el Claudio Avi Chami

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