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

Like dokumenter
Kondensator - Capacitor. Kondensator - en komponent som kan lagre elektrisk ladning. Symbol. Kapasitet, C. 1volt

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

Kondensator - Capacitor. Kondensator - en komponent som kan lagre elektrisk ladning. Symbol. Kapasitet, C = 1volt

Kondensator. Symbol. Lindem 22. jan. 2012

Kondensator - Capacitor. Kondensator - en komponent som kan lagre elektrisk ladning. Symbol. Kapasitet, C = 1volt

Kapasiteten ( C ) til en kondensator = evnen til å lagre elektrisk ladning. Kapasiteten måles i Farad.

FYS1210 Løsningsforslag Eksamen V2018

Forelesning nr.5 INF 1411 Elektroniske systemer. RC-kretser

Forslag til løsning på eksamen FYS1210 våren 2010

Forelesning nr.6 INF 1411 Elektroniske systemer. Anvendelser av RC-krester Spoler og RL-kretser

Forelesning nr.5 INF 1411 Elektroniske systemer. RC-kretser

Forelesning nr.6 INF 1411 Elektroniske systemer. Anvendelser av RC-krester Spoler og RL-kretser

Forelesning nr.5 IN 1080 Mekatronikk. RC-kretser

Forelesning nr.4 INF 1411 Elektroniske systemer. Vekselstrøm Kondensatorer

g m = I C / V T g m = 1,5 ma / 25 mv = 60 ms ( r π = β / g m = 2k5 )

Forelesning nr.4 INF 1411 Elektroniske systemer

FYS Forslag til løsning på eksamen våren 2014

UNIVERSITETET I OSLO

Forelesning nr.5 INF 1411 Elektroniske systemer

Forelesning nr.4 INF 1411 Elektroniske systemer. Vekselstrøm Kondensatorer

Forelesning nr.4 INF 1411 Elektroniske systemer. Vekselstrøm Kondensatorer

Lab 3: AC og filtere - Del 1

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

Forelesning nr.6 INF 1411 Elektroniske systemer. Anvendelser av RC-krester Spoler og RL-kretser

Elektriske kretser. Innledning

Forelesning nr.4 IN 1080 Mekatronikk. Vekselstrøm Kondensatorer

Lab 1 Innføring i simuleringsprogrammet PSpice

Forslag B til løsning på eksamen FYS august 2004

Forslag til løsning på eksamen FYS1210 våren Oppgave 1

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

Onsdag isolator => I=0

Forelesning nr.6 INF 1411 Elektroniske systemer

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

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.

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

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

Løsningsforslag til eksamen FY108 høsten 2003

TFE4101 Vår Løsningsforslag Øving 3. 1 Teorispørsmål. (20 poeng)

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til EKSAMEN

UNIVERSITETET I OSLO

Mandag Institutt for fysikk, NTNU TFY4155/FY1003: Elektrisitet og magnetisme Vår 2007, uke12

Den franske fysikeren Charles de Columb er opphavet til Colombs lov.

Forelesning nr.7 IN 1080 Elektroniske systemer. Spoler og induksjon Praktiske anvendelser Nøyaktigere modeller for R, C og L

Forslag til løsning på Eksamen FYS1210 våren 2008

Løsningsforslag eksamen inf 1410 våren 2009

UNIVERSITETET I OSLO

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

7.1 RESISTANS - SPOLE - KONDENSATOR TILKOPLET ENKELTVIS 7.1 RESISTANS - SPOLE - KONDENSATOR TILKOPLET VEKSELSTRØM ENKELTVIS

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

Emnenavn: Fysikk og kjemi. Eksamenstid: 9:00 til 13:00. Faglærer: Erling P. Strand

Lab 2 Praktiske målinger med oscilloskop og signalgenerator

Figur 1. 1e) Uten tilkopling på inngangene A og B - Hva er spenningen på katoden til dioden D1? 1,4 volt

01-Passivt Chebychevfilter (H00-4)

Forelesning nr.7 INF 1411 Elektroniske systemer. Tidsrespons til reaktive kretser Integrasjon og derivasjon med RC-krester

Eksamensoppgave i TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK

«OPERASJONSFORSTERKERE»

Forelesning nr.7 INF Kondensatorer og spoler

og P (P) 60 = V 2 R 60

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

UNIVERSITETET I OSLO

FYS1210 Løsningsforslag. Eksamen V2015

Forslag til løsning på eksamen i FY Forslag til løsning på eksamen i F -IN 204 og FY108 våren 2003.

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

Forslag til løsning på Eksamen FYS1210 våren 2004

UNIVERSITETET I OSLO.

Forelesning nr.6 IN 1080 Elektroniske systemer. Strøm, spenning og impedans i RC-kretser Anvendelser av RC-krester

Mandag 7. mai. Elektromagnetisk induksjon (fortsatt) [FGT ; YF ; TM ; AF ; LHL 24.1; DJG 7.

EKSAMEN. Oppgavesettet består av 3 oppgaver. Alle spørsmål på oppgavene skal besvares, og alle spørsmål teller likt til eksamen.

INF1411 Obligatorisk oppgave nr. 2

Ny og utsatt eksamen i Elektronikk 28. Juli Løsningsforslag Knut Harald Nygaard

Forslag til løsning på eksamen FYS1210 V-2007 ( rev.2 )

TFE4101 Vår Løsningsforslag Øving 1. 1 Ohms lov. Serie- og parallellkobling. (35 poeng)

UNIVERSITETET I OSLO

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

INF1411 Obligatorisk oppgave nr. 4

Laboratorieøving 1 i TFE Kapasitans

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

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

Forelesning nr.7 INF 1411 Elektroniske systemer. Tidsrespons til reaktive kretser Integrasjon og derivasjon med RC-krester

FYS ØVELSE 3 KONDENSATOREN OG RC-FILTRE

WORKSHOP BRUK AV SENSORTEKNOLOGI

Oppsummering om kretser med R, L og C FYS1120

Øving 13. Induksjon. Forskyvningsstrøm. Vekselstrømskretser.

Enkle kretser med kapasitans og spole- bruk av datalogging.

UNIVERSITETET I OSLO

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 3. juni 2009 kl

Løsningsforslag EKSAMEN TFY4102 FYSIKK Fredag 10. juni 2011

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

Prøveeksamen 2. Elektronikk 24. mars Løsningsforslag

FYS ØVELSE 3 KONDENSATOREN OG RC-FILTRE

Forslag til løsning på eksame n FY-IN 204 våren 2002

«OPERASJONSFORSTERKERE»

Rapport TFE4100. Lab 5 Likeretter. Eirik Strand Herman Sundklak. Gruppe 107

EKSAMEN FY1003 ELEKTRISITET OG MAGNETISME TFY4155 ELEKTROMAGNETISME Onsdag 3. juni 2009 kl

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

TFE4100 Kretsteknikk Kompendium. Eirik Refsdal

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

Sammendrag, uke 13 (30. mars)

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

Transkript:

UKE 5 Kondensatorer, kap. 2, s. 364-382 R kretser, kap. 3, s. 389-43 Frekvensfilter, kap. 5, s. 462-500 kap. 6, s. 50-528

Kondensator Lindem 22. jan. 202 Kondensator (apacitor) er en komponent som kan lagre elektrisk ladning. Symbol Kapasiteten ( - capacity ) til en kondensator måles i Farad. Som en teknisk definisjon kan vi si at kapasitet beskriver evnen komponenten har til å lagre energi. - Energi lagres i form av et elektrostatisk felt. F volt ladning,q (coulomb) Kapasitet, ( ) spenning,v(volt) En kondensator på Farad kan lagre coulomb (6,25 x 0 8 elektroner) når spenningen mellom platene er volt. Ladningen som lagres på en kondensator er proporsjonal med kapasiteten og spenningen mellom platene. Q V 2

Kondensator Spenningen over en motstand er direkte proporsjonal med strømmen V R I (ohms lov) Spenningen over en kondensator V Q I dt Det betyr at spenningen over en kondensator bare kan endre seg som en tidskontinuerlig funksjon - uten sprang. Et sprang fra en spenningsverdi til en annen ville kreve en uendelig stor strøm. Se på Q V Hvis vi differensierer denne får vi dq dt dv dt Ic dq/dt - strømmen inn til - ev. ut fra kondensatoren I dv dt ( Dette uttrykket trenger vi senere - når vi skal konstruere en analog integrator vha. operasjonsforsterkere ) 3

Kondensator Kapasiteten uttrykt ved fysiske parametere : ε ε 0 r A d ε r for noen materialer: Luft Olje 4 Teflon 2 Glass 7,5 Keramikk 200 kapasiteten i Farad ε 0 8,85 0-2 permittiviteten i vakuum ε r den relative permittiviteten til dielektrikumet A overflaten til platene i m 2 d avstanden mellom platene i meter Aktuelle størrelser på kondensatorer : mikro Farad ( μf 0-6 F ) nano Farad ( nf 0-9 F ) pico Farad ( pf 0-2 F ) 4

Kondensator 5

Kondensator Vi kopler en vekselspenningsgenerator inn på en kondensator se figur. Strømmen ligger 90 grader foran spenningen Strømmen til kondensatoren er størst når spenningen over kondensatoren er 0 volt 6

Kondensator 2 3 2 3 Seriekopling Parallellkopling T + 2 + T + + 2 3 3 A Serie R kretser R A Signalgen. V S I en motstand R vil strømmen I og spenningen V R være i fase. I en kondensator vil strømmen I ligge 90 o foran spenningen V. Signalspenningen V S vil iht. Kirchhoff være summen av spenningsfallene V R og V. V R 2 VS VR + V 2 (Pytagoras) 7 V

Kondensator ) Kondensatorer stopper likestrøm, D. 2) Kondensatoren virker som en frekvensavhengig motstand X (f) for vekselstrøm, A. Reaktansen X ( f ) (motstanden) til en kondensator er gitt av formelen X 2π f Xc avtar når frekvensen øker. (ohm) Lav frekvens stor motstand Eks. Hvor stor er X når μf f 000 Hz ( khz ) X 2 3,4 0 3 0 6 59 Ω X For A- signaler kan vi erstatte kondensatorsymbolet med en motstand X 8

Serie R kretser - Impedans (Z) A R A Signalgen. 2 I en serie R - krets må den totale impedansen være vektorsummen av R og jx 2 Z R + X tg( θ ) X R Eksempel : Hva blir den totale impedansen Z til en R - seriekopling når R 27 kω, 5 nf og frekvensen f khz? 3,8 Ω 2π f 2 0 5 0 k 3 - π X 9 Z 2 2 3 2 3 2 R + X (27 0 ) + (3,8 0 ) 4,7 kω 9

Serie R kretser - Frekvensfilter Signalspenning ut (V UT ) Signalspenningen V S vil deles over de to motstandene R og X Reaktansen X (motstanden i kondensatoren) er frekvensavhengig X 2π f X vil avta med økende frekvens. Resultatet blir at signalspenningen V UT avtar med frekvensen. Dette er et lavpass-filter 0

Serie R kretser - Frekvensfilter og grensefrekvens Signalspenning ut (V out ) Den frekvensen som gir Xc R kaller vi filtrets grensefrekvens f g. Det ligger nå like stor spenning over og R. (- men ikke Vs/2! ) Husk, vi har en faseforskyvningen på 90 0 mellom spenningene. V V R V S V V R V R X hvis V S volt ser vi at VR VS 0. 707 V 2 Grensefrekvensen f g : 2π f S f g 2π R

Serie R kretser - Frekvensfilter 2

Serie R kretser - Frekvensfilter høypass Signalspenningen V S vil deles over de to motstandene R og X Reaktansen X (motstanden i kondensatoren) er frekvensavhengig X vil avta med økende frekvens. Resultatet blir X 2π f at signalspenningen V UT øker med frekvensen. 3

Når vi lukker bryteren vil kondensatoren lade seg ut gjennom motstanden. Restspenningen over kondensatoren følger en kurve som vist i Fig. Fig. R kretser tidskonstant - Շ R Vi bruker Kirchhoffs lov om spenninger i en lukket sløyfe: i R + v 0 Spenningen over motstanden R må være lik restspenningen v over kondensatoren i dv Strømmen er definert som Vi får : dv dt R + v 0 dt Vi løser denne likningen V i er spenningen på kondensatoren før bryteren lukkes : v ( ) t R t τ t V e V e i i Vi kaller Շ tidskonstanten R Kondensatoren lader seg ut til 37% av initialverdien V i i løpet av en tidskonstant. Vi regner kondensatoren som utladet etter 5 R ( %) 4

Tidskonstanten til en serie R-krets er tidsintervallet som er gitt av produktet R og. Enheten er sekunder - når motstanden er gitt i Ohm og kapasiteten i Farad. R I løpet av tidskonstanten vil ladningen på kondensatoren endre seg ca. 63% Etter tiden 5 R regnes kondensatoren som fult opp / ut -ladet Eksempel : Tidskonstante for R MΩ og 5μF R ( 0 6 ) (5 0-6 ) 5 sek. Det generelle uttrykket for spenningen over kondensatoren er gitt av uttrykket : v ( t) R kretser tidskonstant - Շ R V + ( V Hvor V F er sluttverdien V i er initialverdier (startverdien). Liten v er spenningen over kondensatoren ved tiden t F i τ V F ) e t /τ 5

R kretser Kondensator Hvor og hvordan bruker vi kondensatorer? Kondensator stopper D slipper A-signaler igjennom Kondensator kan brukes som filter - fjerne A-signaler fra en D-spenning 6 END