ELE 1041 Elektriske kretser 10 sp Informasjon til fleksing. studenter angående obligatorisk i lab Januar 2013, Laila Sveen Kristoffersen HiG 1
Høgskolelektor l kt Laila Sveen Kristoffersen Rom B333 Tlf: 61135189 E.mail: Laila.kristoffersen@hig.no 2
Elektriske kretser fagpersoner: Høgskolelektor Tor Arne Folkestad - emneansvarlig og forelesninger Høgskolelektor Laila Sveen Kristoffersen - ansvar for lab i El. Kretser Høgskolelektor Hallgeir Leiknes ekstra ressursperson på lab Avdelingsingeniør Pål Erik Endrerud Labbingeniør med ansvar for laboratorieutstyr og materiell. Studentassistent t t t Ola Morstad- ekstra ressursperson på lab og retting av labbprotokoller. ll Feil/mangler på labbutstyr: Ved feil/mangler på lab.utstyr skal skjema for Feil på utstyr Elektrolab fylles ut og legges i postkurv utenfor Pål Erik s kontor. Utstyr med feil settes utenfor Pål Erik s kontor på angitt plass. Laboratoriegjennomføring: Lab utføres på to samlinger over 3 dager på HiG på B102 All informasjon/oppgaver i forbindelse med lab legges ut i Moodle All innlevering av lab rapporter og hjemmeeksamen skjer i Moodle Tilstedeværelse på labben er obligatorisk og gyldig fravær (sykdom) skal meldes labansvarlig faglærer Laila Sveen Kristoffersen samt øvrige gruppedeltagere g snarest. Oppmøte registreres. 3
Fleksing samling på HiG i B102 1. Samling: 4, 5 og 6 mars med start 04.03.13 kl. 10.00 og avslutning senest 06.03.13 kl. 16.00. Oppgave 1, 2, 3 og 4 skal utføres under samlingen. Prelab til alle oppgaver skal være utført før oppmøte på HiG Protokoll med stive permer kreves. 1. labrapport valgfritt mellom oppgave 2,3 og 4 - skal skrives og leveres i moodle innen 14 mars. (merk egen innleveringsmappe i for fleksing) Sett deg inn i notatet om labinnføring og oscilloskop på forhånd. 2. Samling: 16, 17 og 18 april med start 16.04.13 kl. 10.00 og avslutning senest 18.04.13 kl. 16.00. Oppgave 5, 6, 7 og 8 skal utføres under samlingen. Prelab til alle oppgaver skal være utført før oppmøte på HiG 1. labrapport på oppgave nr. 7 Spole - skal skrives og leveres i moodle innen 26 april (merk egen innleveringsmappe for fleksing) 4
Krav til laboratorieoppgavene for fleksing: 8 laboratorieoppgaver må være utført og kvittert i lab.protokoll. Egen innleveringsmappe og frist for fleksing i moodle-rommet. Hver enkelt student t leverer en individuell id lab.rapport (oppgave 2, 3 eller 4) etter 1. samling på HiG innen 14. mars i moodle. Det er laget egen innleveringsmapper for fleksing, OPS! Innleveringsmappa i Moodle-rommet stenges ved fristen. Hver enkelt student leverer en individuell lab.rapport på oppgave 7 etter 2. samling på HiG innen 26. april i moodle. Det er laget egen innleveringsmapper for fleksing, OPS! Innleveringsmappa i Moodle-rommet stenges ved fristen. De 2 individuelle laboratorierapportene må være godkjent for å få gå opp til hjemmeeksamen i rapportskriving. i Lab.rapportene skal skrives i tråd med Veiledning i rapportskriving, HIG, 07.09.2010 utlagt i moodle rommet og standard framside skal benyttes. 5
Lab protokoll Lab protokoll med stive permer er obligatorisk og leveres inn etter hjemmeeksamen! Protokollen skal for hver lab oppgave min. inneholde: Godkjent PRELAB (stemplet og signert av faglærer, labingeniør eller stud.ass) Utstyrsliste Koblingsskjema Måleresultat Bilder av oppkobling og oscilloskop (dokumentering av måleresultat og krets) Kommentering av måleresultat, forklaring av avvik, beskrivelse av evntuelle problem og erfaringer gjort under labben. Svar på alle spørsmål i oppgaveteksten t Godkjent (stemplet og signert) utført lab (labplass og utstyr ryddet) Protokollen skal være så detaljert at det kan skrives en fullstendig og etterprøvbar lab rapport etter den. 6
Prelab Prelab er forarbeid til laboratorieoppgavene. Dette kan være kretser som skal konstrueres teoretisk/eller utregninger som må gjøres før labarbeidet starter. Prelab skal være utført før oppmøte på labben og må være godkjennt innen kl. 10.30. Dersom prelab ikke er godkjent innen kl. 10.30 kan labbgruppen starte utførelsen og vedkommende må belage seg på å utføre oppgaven alene. Dersom det er utstyrsmagel må vedkommende vente eller innpasses en annen labdag. 7
Lab. Plassen - nummert, merket utstyr -Lean tankegang, Det du trenger i umiddelbar nærhet. (Lean fjerne sløsing av tid, ressurser osv i en verdikjede) 8
Utstyr: Koblingsbrett for komponenter Digitalt multimeter Spenningsforsyning i (Likespenningskilde) i kild Funksjonsgenerator Komponenter: motstander, svitsjer, dioder, lysdioder, kondensatorer, transistorer, operasjonsforsterkere, chiper LOTTE Digital Trener (benyttes evnt. som sp. kilde) 9
Komponenter: Motstand: Lysdiode (LED) Diode Manuell svitsj Operasjonsforsterker: Transistor: Kondensator: chip 10
brudd Koplingsbrett for komponenter: brudd Felt 1A - består av fire elektrisk sammenkoblede ½-rader ½-horisontal samleskinne. Hver ½-rad er elektrisk sammenkoblet. Øverste rad er merket gul. Stikker du en ledning ned i hullet helt til venstre i øverste rad vil den være koblet til en ledning som du eventuelt stikker ned i ytterste høyre hull på øverste ½-rad. Obs! brudd midt på hver rad! Felt 2A - vertikal elektriske samleskinne. Sammenkoblingen av en kolonne (samleskinnen) er prøvd vist med grønn linje. Hver kolonne i feltet er sammenkoblet og det er satt på nummer. Felt 2B - vertikal elektriske samleskinne som i 2A, men kolonnene her er isolert fra kolonnene i felt 2A. Felt 1B ½-horisontal elektriske samleskinne som i felt 1A. Til venstre i figuren er det vist en svart og to rød bøssinger. Disse har ingen kobling inn til brettet. 11
Montering av komponenter på koplingsbrettet: t En motstand trenger noen plasser imellom beina (pinnene). På denne figuren er det 8 plasser imellom. Husk det når du tegner forslag til kobling. Med tanke på feilsøking er det er viktig å kople oversiktlig ikke spagetti brett! 12
13
Fargekoden på motstander: Ring 1: angir første siffer i verdien Ring 2: angir andre siffer i verdien Ring 3: angir tredje siffer i verdien Ring 4: angir hvor mange nuller det skal være etter de tre første sifferene Ring 5: angir hvilken toleranse/(nøyaktighet)verdien er oppgitt med (Ring 6: angir evnt. temperaturkoeffisienten, t i t ring nr. 6 finnes ofte ikke) F.eks: brun, grønn, svart, rød og brun 150*100Ω +- 1% 15kΩ +- 1% 14
15
Elektriske kretser - HIG, Laila Sveen Kristoffersen Standardverier i E12-serien benyttes på labben på HiG. E12, E24 og E96 (96 verdier pr. dekade) er de tre vanlige standardseriene. d Standardisert toleranse for seriene: E12: ±5% E24: ±2% E96: ±1% 16
SPENNINGSKILDE: Spenningskilde kan f.eks. være et batteri eller en generator. Den indre spenning som genereres i en spenningskilde kalles elektromotorisk spenning. Elektromotorisk spenning kan ha flere navn som elektrisk kildespenning, ems, emk eller elektromotorisk kraft. Den elektromotoriske spenningen E er den indre spenningen som genereres inne i spenningskilden. Klemmespenningen U/alt. V er mindre enn E fordi det er en indre resistans i Batteriet R. Klemmespenningen er den spenningen som kan måles på batteri klemmene. Et batteri eller en generator har et indre spenningsfall - effekttap. 17
Likespenningskilde (DC) Uten betydning Fin reguler Grov regulere På knapp, kun DC Strømbegrensning, for å forhindre overbelastning, vises i hele ma f.eks: 0.2.8.6 Sjassiet Kun aktuelt for å kompensere for tap i lange ledninger, ikke aktuelt. Ned ved bruk, Opp ved innstillingsmodus (strømbegrensning) 18
Elektriske kretser - HIG, Laila Sveen Kristoffersen Strømbegrensning: For å forhindre overbelastning i kretsen og at sikringer i på multimeteret ryker bør strømbegrensning på spenningskilden alltid innstilles. F. eks benyttes ma/µa inngangen på multimeteret bør strømbegrensning g settes til 200mA for å hindre at sikringer ryker. NB : Et multimeter som er innstilt for å måle strøm har meget liten indre motstand. Pass derfor på at du ikke har multimeteret innstilt for strømmåling når du skal måle spenning! Dette betyr at det vanligvis er forbudt å endre målefunksjon for et multimeter mens det er tilkoblet en krets. Den eneste endringen som vanligvis er sikker er å skifte mellom forskjellige følsomhetsområder innenfor samme type måling. Det vil si, en kan skifte mellom området volt til millivolt lt mens instrumentet t t er innkoblet. NB. 19
Likespenningskilde 20
Elektriske kretser - HIG, Laila Sveen Kristoffersen Litt om måleteknikk: Et multimeter måler spenning, strøm, resistans, ladning og diodetest. Et voltmeter måler spenning/potensial, og kobles i parallell med kretsen som skal måles. R i. Vi regner som regel at den indre resistansen i voltmeteret er svært høy, dvs at det ikke går noe strøm av betydning gjennom voltmeteret. Et ampermeter måler strøm, og koples i serie med kretsen som måles, R i 0. Tilsvarende regner man ofte den indre resistansen i et amperemeter som ubetydelig, slik at man ikke trenger å ta hensyn til noe spenningsfall over amperemeteret når man måler strømmen i en krets. Et ohmmeter måler resistans, og komponenten (motstanden) koples direkte til måleinstrumentets klemmer. NB! Husk å fjerne Sp. kildene før måling av resistans Målingen foregår ved at instrumentet sender en bestemt strøm gjennom motstanden, og måler spenningen som denne strømmen gir. Resistansverdien er da gitt av Ohms lov, R = U/I. De fleste ohmmetere har mulighet for nulljustering, som foregår ved at måleledningene kortsluttes, og instrumentet justeres til det viser null. Resistansen i måleledningene kan derved elimineres. 21
Digitalt multimeter: Måler resistans, DC/AC spenning og strøm Spenning,V og Resistans, Ω Strøm, A Felles jord Strøm, ma og µa Ikke nødvendig for vår bruk 22
Eldre digitale multimeter: 23
Funksjonsgenerator (brukermanual i hylla) - Gir ut firkant-, trekant- og sinussignal (Kan også benyttes som frekvensteller) 5Hz (kan også gi ut lavfrekvens) 5MHz Benyttes i lavfrekvens området 600 Ω Utgang (benyttes ikke) 50 Ω Utgang (denne benyttes) 24
Oscilloskop Tektronix TDS 2002 - en egen lab. oppgave kun på oscilloskopet - brukermanual i hylla 25
Lotte - digital trener - benyttes her evnt. som spenningskilde (utgang for 5V, 15V, -15V og jord) 26
Lotte - digital trener - benyttes her evnt. som spenningskilde (utgang for 5V, 15V, -15V og jord) 27