Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

Like dokumenter
Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

Fag: Elektroteknikk Løsningsforslag til øving 4

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

TFE4101 Vår Løsningsforslag Øving 2. 1 Strøm- og spenningsdeling. (5 poeng)

Blandet kopling av resistanser er en kombinasjon av serie -og parallellkopling.

Den indre spenning som genereres i en spenningskilde kalles elektromotorisk spenning.

Løsningsforslag for obligatorisk øving 1

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

a) Bruk en passende Gaussflate og bestem feltstyrken E i rommet mellom de 2 kuleskallene.

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

Forelesning nr.2 INF 1411 Elektroniske systemer. Effekt, serielle kretser og Kirchhoffs spenningslov

7.3 RESISTANS - SPOLE - KONDENSATOR KOPLET I KOMBINASJONER 7.3 RESISTANS - SPOLE - KONDENSATOR KOPLET TIL VEKSELSTRØM I KOMBINASJONER

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

EKSAMEN I FAG TFE4101 KRETS- OG DIGITALTEKNIKK

Eksamen i emne TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK. Fredag 25. mai Tid. Kl LØSNINGSFORSLAG

FYSnett Grunnleggende fysikk 17 Elektrisitet LØST OPPGAVE

Eksamen i emne TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK. Lørdag 5. juni Tid. Kl LØSNINGSFORSLAG

Løsningsforslag for øvningsoppgaver: Kapittel 12

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

LF - anbefalte oppgaver fra kapittel 2

Oppgave 1 (30%) a) De to nettverkene gitt nedenfor skal forenkles. Betrakt hvert av nettverkene inn på klemmene:

I oppgave 2 og 3 brukes det R 2R nettverk i kretsene. Det anbefales å gjøre denne forberedelsen før gjennomføring av Lab 8.

Forslag til løsning på eksamen FYS1210 våren 2010

LF til KRETSDELEN AV Eksamen i TFE4101 Kretsteknikk og digitalteknikk

Forelesning nr.4 INF 1410

Oppgave 1 (30%) SVAR: R_ekv = 14*R/15 0,93 R L_ekv = 28*L/15 1,87 L

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Fredag 11. august 2006 kl

og P (P) 60 = V 2 R 60

Fysikkolympiaden 1. runde 27. oktober 7. november 2008

Eksamen i emne TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK. Fredag 25. mai Tid. Kl LØSNINGSFORSLAG

RAPPORT. Elektrolaboratoriet. Oppgave nr.: 1. Tittel: Spenningsdeling og strømdeling. Skrevet av: Ole Johnny Berg

Punktladningen Q ligger i punktet (3, 0) [mm] og punktladningen Q ligger i punktet ( 3, 0) [mm].

Parallellkopling

Théveninmotstanden finnes ved å måle kortslutningsstrømmen (se figuren under).

Eksamensoppgave i TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK

Forelesning nr.4 INF 1411 Elektroniske systemer. Vekselstrøm Kondensatorer

Oppgaver i matematikk,

Forelesning nr.2 INF 1411 Elektroniske systemer. Effekt, serielle kretser og Kirchhoffs spenningslov

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Mandag 4. desember 2006 kl

Løsningsforslag til øving 4

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

WORKSHOP BRUK AV SENSORTEKNOLOGI

Konduktans, susceptans og admittans er omregningsmetoder som kan benyttes for å løse vekselstrømskretser som er parallellkoplet.

LØSNINGSFORSLAG KRETSDEL

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

TFE4100 Kretsteknikk Kompendium. Eirik Refsdal

Løsningsforslag eksamen inf 1410 våren 2009

Forelesning nr.4 INF 1411 Elektroniske systemer. Vekselstrøm Kondensatorer

41255 Elektroinstallasjoner

LØSNINGSFORSLAG TIL KONTINUASJONSEKSAMEN I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 17. august 2005 kl

«OPERASJONSFORSTERKERE»

Angivelse av usikkerhet i måleinstrumenter og beregning av total usikkerhet ved målinger.

Forelesning nr.7 INF Kondensatorer og spoler

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Tirsdag 27. mai 2008 kl

g m = I C / V T g m = 1,5 ma / 25 mv = 60 ms ( r π = β / g m = 3k3 )

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

EKSAMEN I FAG SIF 4012 ELEKTROMAGNETISME (SIF 4012 FYSIKK 2) Onsdag 11. desember kl Bokmål

EKSAMEN I FAG TFE4101 KRETS- OG DIGITALTEKNIKK

Løsningsforslag for regneøving 1

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

Løsning eks Oppgave 1

LØSNINGSFORSLAG KRETSDEL

UNIVERSITETET I OSLO

En ideell resistans som tilkoples en vekselspenning utvikler arbeid i form av varme.

UNIVERSITETET I OSLO

Forslag til løsning på eksamen i FYS1210 våren 2005 side 1. Fig.1 viser et nettverk med to 9 volt batterier og 4 motstander, - alle på 1kΩ.

Forelesning nr.4 IN 1080 Mekatronikk. Vekselstrøm Kondensatorer

EKSAMENSOPPGAVE. Adm.bygget, Aud.max. ü Kalkulator med tomt dataminne ü Rottmann: Matematisk Formelsamling. rute

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN FY1013 ELEKTRISITET OG MAGNETISME II Fredag 9. desember 2005 kl

Oppgaver til kapittel 4 Elektroteknikk

Forslag til løsning på Eksamen FYS1210 våren 2008

g m = I C / V T = 60 ms r π = β / g m = 3k3

Løsningsforslag til ukeoppgave 10

En del utregninger/betraktninger fra lab 8:

Figur 1 viser et nettverk med et batteri på 18 volt, 2 silisiumdioder og 4 motstander.

INF L4: Utfordringer ved RF kretsdesign

Kontinuasjonseksamen i emne TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK. Onsdag 15. august Tid. Kl LØSNINGSFORSLAG

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Mandag 4. desember 2006 kl

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Analyseverktøy. Eltransport Hva trenger vi å vite

KONTINUASJONSEKSAMEN TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Fredag 11. august 2006 kl

Eksamen i emne TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK

Kontinuasjonseksamen i emne TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK. Onsdag 15. august Tid. Kl LØSNINGSFORSLAG

= 10 log{ } = 23 db. Lydtrykket avtar prop. med kvadratet av avstanden, dvs. endring ved øking fra 1 m til 16 m

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I TFY4155 ELEKTROMAGNETISME FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME Tirsdag 31. mai 2005 kl

Utsatt eksamen i Matematikk 1000 MAFE ELFE KJFE 1000 Dato: 2. mars 2017 Løsningsforslag.

Oppsummering om kretser med R, L og C FYS1120

ELEKTRISITET. - Sammenhengen mellom spenning, strøm og resistans. Lene Dypvik NN Øyvind Nilsen. Naturfag 1 Høgskolen i Bodø

Elektriske kretser. Innledning

UKE 5. Kondensatorer, kap. 12, s RC kretser, kap. 13, s Frekvensfilter, kap. 15, s kap. 16, s

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Forelesning nr.2 INF 1411 Elektroniske systemer

Kontinuasjonseksamen i emne TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK. Mandag 14. august Tid. Kl LØSNINGSFORSLAG

Løsningsforslag til øving 5

EKSAMEN Løsningsforslag Emne: Fysikk og datateknikk

Fasit og sensorveiledning eksamen INF1411 våren Oppgave 1 Strøm, spenning, kapasitans og resistans (Vekt 20 %) A) B) Figur 1

Transkript:

Elektrisitetslære TEE100-13H HiST-FT-EDT Øving 3; løysing Oppgave 1 Figuren under viser et likestrømsnettverk med resistanser og ideelle spenningskilder. Her er: 4,50 Ω ; 3,75 Ω ; 3 5,00 Ω ; 4 6,00 Ω ; 5 9,00 Ω ; E 1 9,00 V ; E 4,0 V I utgangspunktet er 6 ikke til stede. a) Tegn og bestem tallverdiene i Thévenin-ekvivalenten for nettverket med punktene og som terminaler (poler). Thévenin-ekvivalenten er vist under: U 0 Verdiene i Thévenin-ekvivalenten: Tegner først nytt skjema med bare motstandene for å bestemme Thévenin-resistansen. Den nederste trekanten omformes til stjerne.

3 Omformer: b 4 5 c 4 3 3 + 4 + 5 3 5 3 + 4 + 5 5 4 3 + 4 + 5 6 Ω 5Ω 5Ω+6 Ω+9 Ω 1,50 Ω 5Ω 9Ω 5Ω+6Ω+9Ω,5Ω 9Ω 6Ω 5Ω+6Ω+9Ω,70Ω ( + ) ( + b )+ c (+ ) ( + b ) ( + )+( + b ) + c (4,5+1,5) (3,75+,5) (4,5+1,5)+(3,75+,5) +,7 5,70Ω enytter den nye konfigurasjonen for å bestemme Thévenin-spenninga U 0. I tomgang vil strømmen ut av terminalene (klemmene) og være 0, og spenningsfallet over c er 0 V. U 0 kan da f.eks. finnes som summen av E 1 og spenningsfallene over og. I tom er strømmen som sirkulerer i kretsen i tomgang. I tom E 1 E b c

E ( + + + b ) I tom E 1 0 I tom E E 1 + + + b 4 3 3 + 4 + 5 4 V 9V 4,5Ω+3,75 Ω+1,5Ω+,5Ω 1,5 U 0 E 1 +( + ) I tom 9V+(4,5 Ω+1,5Ω) 1,5 16,5 V 6 Ω 5 Ω 5 Ω+6 Ω+9 Ω 1,50 Ω b) En belastningsresistans skal koples mellom terminalene og. Finn hvilken verdi må ha for at vi skal få tilført størst mulig effekt til denne resistansen. eregn denne maksimaleffekten. Jf. kap. 9.5 i læreboka; dette er oppfylt når. 5,70 Ω Effekten som utvikles i denne motstanden er: U P ( 0 + ) ( 16,5 V 5,7Ω+5,7Ω) 5,7Ω 11,9 W c) Kretsen endres slik at det innføres en resistans 6,30 Ω i serie med terminalen. Hvilken verdi må det nå velges for belastningsresistansen for at denne skal få tilført maksimal effekt? Tar utgangspunkt i Thévenin-ekvivalenten og lager en ny ekvivalent: C U 0 6 D C U 0 D U 0 vil være den samme for de to tilfellene. Indre resistans i den nye kretsen finnes som seriekoplinga av og 6. + 6 5,70Ω+,30Ω 8,00Ω Fortsatt er vilkåret for å få overført maksimal effekt til en belastning at belastningsresistansen er lik den indre resistansen. Vi får da maks. effekt når 8,00 Ω d) estem Norton-ekvivalenten for nettverket med og som terminaler og med 6 innkoplet. Det oppstår en kortslutning mellom punktene og. Hvor stor er da strømmen som flyter i denne kortslutninga? Dette er den samme kretsen som vi regnet på i deloppgave c uten belastningen. Indre resistans

i Norton-ekvivalenten er den samme som den indre resistansen i Thévenin-ekvivalenten: 8,00 Ω Kortslutningsstrømmen finnes ved å kortslutte mellom terminalene og : I N I k U 0 16,5 V 8,0Ω,06 Norton-ekvivalenten, med kortslutninga inntegnet, er da som vist under: I k I N Når det kortsluttes mellom og blir strømmen lik I k : I k I N I k,06 e) ruk simuleringsprogrammet MUTISIM og ta utgangspunkt i kretsen uten 6. Det er viktig at hver enkelt student utfører dette punktet for å få trening med MUTISIM. Mål tomgangsspenning og indre resistans, og konstruer en Thévenin-ekvivalent på dette grunnlaget. elast både den opprinnelige kretsen og Thévenin-ekvivalenten med en lastresistans, 5,00 Ω. Kontroller at spenninga over og strømmen gjennom blir lik i de to tilfellene. Ta utgangspunkt i Thévenin-ekvivalenten under deloppgave a. a variere i området fra,80 Ω til 9,0 Ω i trinn på 0,400 Ω. Mål spenninga over og strømmen gjennom for disse tilfellene, og regn ut effekten som utvikles i. Vis resultatene i en tabell. Sjekk for hvilken verdi av denne effekten har sitt maksimum. (Med MUTISIM kan effekten måles direkte med Wattmeter.) Oppgave I 1 I Figuren over viser et likestrømsnettverk med strømkilder og resistanser. Her er: I 1 8,00 ; I 3,00 ; 6,00 Ω ; 3,00 Ω ; 8,00 Ω a) estem Norton-ekvivalenten for koplinga til venstre for punktene og ved å bruke framgangsmåten i kap. 9.4. Norton-ekvivalenten er slik:

I K estemmer først kortslutningsstrømmen: I 1 I I K enytter superposisjon: I I K I 1 I K1 I K1 I 1 I K I I K I K1 I K I 1 I 8 3 5 estemmer så indre resistans: + 6Ω 3 Ω 6Ω+3Ω,00Ω b) Finn strømmen gjennom resistansen ved hjelp av Norton-ekvivalenten. Strømdeling: I I k + 5 Ω Ω+8Ω 1,00 etninga på I er som vist i figuren.

I K I c) Kontroller beregningene ved å kople opp kretsen i MUTISIM. Oppgave 3 d 1 d l Figuren over viser en resistans med en konisk form; avkortet kjegle. (Figuren er ikke helt i skala.) Målene er: d 1 1,00 mm ; d 500 µm ; l 50 mm. esistansen er laget av et karbonmateriale med ρ 14,5 10 6 Ω m. a) estem resistansen i konusen vha. integrasjon. (Vink: Finn først et uttrykk for resistansen i en skive med tykkelse dx og radius r.) For en leder med konstant tverrsnitt er formelen for resistans: ρ I dette tilfellet er imidlertid tverrsnittet ikke konstant, og vi må finne en måte å bestemme resistansen når tverrsnittet varierer. d 1 d x dx l Dersom vi beveger oss en avstand dx langs resistansen, og vi lar dx bli liten, så kan vi betrakte tverrsnittet som konstant over distansen dx. Vi får da et bidrag til den totale resistansen fra dette

stykket som kan skrives: d ρ d x Totalresistansen finnes da ved å summere (integrere) alle disse bidragene. Tverrsnittet er avhengig av avstanden x fra startpunktet. Da kan man legge en 0-akse i senter av resistansen og finne et uttrykk for radien r og dermed for tverrsnittet (x). r r l x Fra de oppgitte dimensjonene har vi: d 1 1,0 mm 500µm ; d 1 0,5 mm adien som funksjon av x kan finnes som en rettlinjet funksjon r K x + : 50 µm ; 50mm K 0+ og r K + K r Ved innsetting blir funksjonen: r r x+ Setter uttrykket for r inn i uttrykket for et sirkulært tverrsnitt: (x) π r π ( r 1 r x+r 1) og finner resistansen i ei tynn skive: d ρ d x ( x) ρ d x π r ρ d x π ( r x+) esistansen kan finnes ved seriekopling av de infinitesimale resistansene d, altså et integral: d ρ 0 d x (x) ρ 0 1 π [r (x)] d x ρ 0 1 π ( r x+) d x For å finne verdien til dette integralet kan en variabel u (som er en funksjon av x ) substitueres: u u(x) r x + ; d x r der en også må huske på at dx skal byttes ut med et uttrykk som inneholder du. Integrasjonsgrensene må transformeres slik at de gjelder for variabelen u : u(0) r 0+ og u() r + r d u

Nå kan integrasjonen fullføres vha. regelen for antiderivasjon av polynom: ρ u() ( r ) u(0) 1 πu du ρ r π( r ) ρ π( r ) [ 1 ρ u] ρ π r 6 0,5 14,5 10 9,3 π 0,5 10 3 0,5 10 3 9,3 Ω r π( r ) ( 1 r + 1 ) u du ρ ρ r ] π ( r ) [ u 1 r1 π( r ) ( 1 1 r ) Ekstraoppgåver frå læreboka: Chapter 8 Problem 35 8/35 etegner maskestrømmene henholdsvis x, y og z regnet fra venstre maske. eferanseretning for maskestrømmene er med urviseren. Dette gir følgende når de er ordnet: a) Maske x: ( + ) x y 0 z E 1 Maske y: x +( + 3 + 4 ) y 4 z 0 Maske z: 0 x 4 y +( 4 + 5 ) z E Innsatt tallverdier: Maske x: 3 x 1 y 0 z 10 Maske y: 1 x +10 y 5 z 0 Maske z: 0 x 5 y +8 z 6 b) øst gir dette: x 3,31 ; y 63,7 m ; z 0,79 c) Strømmen i : I x y 3,37 Chapter 8 Problem 61 (Se om du kan forenkle kretsen (brukoplinga) slik at du ikke trenger noen spesiell løsningsmetode [maskestrøm- eller knutepunktspenningsanalyse] som er anbefalt i teksten.) 8/61 Siden resistansene til 5 utgjør en balansert brukopling, vet vi at det vil aldri gå strøm i 5. Dermed kan vi fjerne denne uten at strømmene ellers i kretsen endrer seg. Seriekoplingene + 3 og + 4 er da i parallell og i dette tilfellet like store. esulterende resistans for denne parallellkoplinga blir dermed: P,00 kω. Den søkte strømmen blir da: I s E s + p 3,33 m