Omtentamen i IF1330 Ellära tisdagen den 19 augusti

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Omtentamen i IF1330 Ellära tisdagen den 19 augusti"

Ingemar Larsson
för 5 år sedan
Visningar:

Omtentamen i IF33 Ellära tisdagen den 9 augusti 4 9.-3. Samtidigt går en liknande tentamen för IE6 väl rätt tentamen! Allmän information Examinator: William Sandqvist.

1 Omtentamen i IF33 Ellära tisdagen den 9 augusti Samtidigt går en liknande tentamen för IE6 väl rätt tentamen! Allmän information Examinator: William Sandqvist. Ansvarig lärare: William Sandqvist, tel (ampus Kista, Tentamensuppgifterna behöver inte återlämnas när du lämnar in din skrivning. Hälpmedel: äknare/grafräknare. Kursens formelblad har bifogats tentamen. Information om rättning och betyg Motivera alla svar. Tabeller och beräkningar som använts ska finnas med i lösningarna i läsbar form. Om svaret på en fråga är "4" så måste du också tala om varför. Ofullständigt motiverade svar ger inte full poäng! Tentamen kan ge maximalt 3 p, godkändgränsen går vid 5 p F E D B A esultatet meddelas senast tisdag den 9 september.

2 . p 9Ω, 8Ω, 3 Ω, 4 Ω, Ställ upp ett uttryck för ES. Beräkna ersättningsresistansen ES. ES [Ω]. p Använd Kirchhoffs lagar för att ställa upp och beräkna de tre strömmarnas belopp och riktning (tecken. ( ppgiften kan ge delpoäng även om ekvationssystemet inte lösts. E 6V E 4V E 3 8V Ω 3Ω 3 Ω 4 4Ω I I I p a Ta fram en ekvivalent Norton-tvåpol med I K och I, för nätet innanför punkterna A och B. I K [ma] I [Ω] b Man ansluter en resistor mellan punkterna A och B. Vilket värde ska resistorn ha om man önskar att effekten i denna ska vara maximal Hur stor blir denna den maximala effekten [Ω] P MAX [mw]

3 4. 4p ϑ Batt Batteripaket τ Termisk τ t t Elektrisk Datorkrets ϑ En -krets gör temperaturgivaren som mäter omgivningstemperaturen lika långsam som den tröga Omgiv givaren inuti batteripaketet. En ackumulator skyddas mot överladdning av två temperaturgivare. En givare inuti batteripaketet och en som mäter omgivningstemperaturen. När temperaturen i batteripaketet enligt givaren överstiger omgivningstemperaturen med ett visst värde avbryter en datorkrets laddningen. IN - Kurvan visar givarsignalen från batteripaketet under 5 sekunder efter att man flyttat detta från 5 rumstemperatur till en ugn med temperaturen 5. % 8% ϑ [ ] T a Vilken termisk tidkonstant τ Termisk har batteripaketet. ppskatta denna ur diagrammet 6% 4% 4 35 b Skriv upp ekvationen för batteripaketets temperatur ϑ som funktion av tiden om det i stället skulle värmas upp från - till 5. ϑ( t % % t [sek] För att få en rättvisande ämförelse mellan de två givarna så fördröer man signalen från den snabbare omgivningstemperaturgivaren med en -krets. c Väl värden på och så att -kretsen får samma värde på tidkonstanten som batteripaketets termiska tidkonstant. ( Väl bland: Ω < < MΩ ; nf < < µf 5. 4p En växelspänning med frekvensen f khz matar ett nät med en parallellresistor Ω i serie med en spole mh. Kretsen belastas med en resistor 5 Ω. Man mäter spänningen 5 V. a Beräkna I b Beräkna c Beräkna d Beräkna I 3

4 6. p En elektronikutrustning (DT, Device nder Test är ansluten till nätspänningen 3 V med frekvensen f 5 Hz, den drar strömmen I,6 A. Med ett oscilloskop ser man spänning u(t och ström i(t, se figuren. a Vilken aktiv effekt P [W] drar utrustningen Vilken reaktiv effekt Q [VAr] förbrukar utrustningen b Beräkna kapacitansen för en faskompenseringskondensator som skulle leverera lika stor reaktiv effekt som utrustningen förbrukar. c Hur stor blir strömmen I efter det man infört faskompensering 4

5 7. 4p En parallellresonanskrets med, mh r 6 Ω och 5 nf är ansluten till en tongenerator, strömgenerator, med I,5 ma och frekvensen khz (detta är resonansfrekvensen. Du ska beräkna hur stora spänningarna och blir. a Beräkna kretsens Q-värde vid resonansfrekvensen. b Beräkna. (Detta görs enklast om serieresistansen r transformeras över till parallellresonans. De parallella och drar ingen ström från tongeneratorn! c Beräkna. (Detta görs nu enklast med den ursprungliga kretsen. 8. 6p Figuren visar ett delningsfilter med, och till ett diskanthögtalarelement. a Härled filtrets komplexa överföringsfunktion /. a b Svara prydligt på formen c d b Visa vilket gränsvärde överföringsfunktionens belopp har för mycket låga frekvenser,. c Visa vilket gränsvärde överföringsfunktionens belopp har för mycket höga frekvenser,. d Visa vid vilken vinkelfrekvens (uttryckt i och blir överföringsfunktionen rent imaginär Stoppa in det uttrycket i överföringsfunktionen för och bestäm överföringsfunktionens belopp vid den vinkelfrekvensen (uttryckt i och 5

6 6 ] [ arg arg arg d c b a ( ( ( a d ycka till! -

7 Formelblad vid tentamen i Ellära IF33 esistans l ρ a α( t t esistans, resistivitet ρ (obs! [Ωmm /m] esistansens temperaturberoende. varm resistans, kall resistans α temperaturkoefficient Kretsanalys I I G ES 3... ES I Nod 3 OHM s lag. resistans G konduktans. Seriekrets. Parallellkrets. Specialfall två resistorer i parallell. Kirchoffs strömlag. En nod är en knutpunkt. Strömmar in till noden tas positiva och strömmar ut från noden negativa. Kirchoffs spänningslag. En slinga är en sluten strömkrets. esistorns plustecken är där strömmen går in. Slinga Spänningsdelningsformeln. Delspänningen över. E Strömgreningsformeln. Delströmmen genom. I I ikströmseffekt i resistor. P I P P I Elektriska fält Q F k r Q Q E k a ε ε ε r d Q E d W e ε r oulombs lag kraftverkan F mellan laddningar. Elektriskt fält E kraft på enhetsladdning. Konstanten k 9 9. Plattkondensator. ε kapacitivitet (polariserbarhet. ε för luft/vacuum. Kondensatorns spänning laddning Q och elektriskt fält E. Elektrostatisk energi. 7

8 Magnetiska fält B Φ Flöde Φ (antal kraftliner flödestäthet B. a F m N I mmk Magnetomotorisk kraft, magnetisering. l eluktans m µ µ r µ m magnetiskt motstånd. µ permabilitet, µ a µ 4π -7 för vacuum. ( µ r kallas även k m F m Φ m OHM s lag för magnetiska kretsen. NI Fältstyrkan H. H l B f(h B µ H BH-kurvan. F B I l Motorprincipen. dφ Induktionslagen. (enz lag, e är motverkande. e N dt di Sälvinduktion. Induktans. u dt I Elektromagnetisk energi. W m Transienter x t x ( x x e ( "hela" t τ ln "resten" t τ Kondensator: τ Spole: τ Snabbformel. x storhetens begynnelsevärde x storhetens värde efter lång tid τ förloppets tidkonstant hela swinget genom resten Tidkonstant τ. Periodiska funktioner x( t Xˆ sin( t ϕ π f Sinusfunktion med fasvinkel ϕ. T X med X x( t dt sinusfunktioner har medelvärdet. T X MS X T x ( t dt T Effektivvärde. För sinus gäller: ˆX X -räkning Z X Impedans Z, resistans och reaktans X. Admittans Y, konduktans G och suceptans B. Y G B Z X Induktiv reaktans. Kapacitiv reaktans. X 8

9 Växelströmseffekt P I cos ϕ Q I sinϕ S I Aktiv effekt P, reaktiv effekt Q och skembar effekt S. S P Q S ( P ( Q Effekt-triangel. Q från kondensatorer summeras med negativt tecken. I I cosϕ I I sinϕ Aktiv I P och reaktiv I Q strömkomposant. P Q I ( I P ( I Q I Q tan I Q från kondensatorer summeras med negativt ϕ tecken. I P esonanskretsar f esonansfrekvens. π πf Definition av spolens Q-värde med Q Q r πf serieresistans r, samt alternativ definition med parallellresistans. Q Omräkning mellan serieresistans r och r parallellresistans. (tillåtet om Q > f Bandbredd BW [Hz]. BW[Hz] f f Q Effektanpassning Effektanpassning. I * Z Z I Effektanpassning komplex last. Z I Effektanpassning. Komplex tvåpol med resistiv last. Ideal transformator P P Förlustfri transformator. N Spänningsomsättning. N I N Strömomsättning. I N N Överräkning av impedans. Z Z N Induktiv koppling Kopplingsfaktor k ömsinduktans M SE ± M PA M ± M Seriekoppling och Parallellkoppling. 9

Relevanta dokument

Tentamen IF1330 Ellära fredagen den 3 juni

Tentamen IF1330 Ellära fredagen den 3 juni Tentamen IF33 Ellära fredagen den 3 juni 6 9.-3. Allmän information Examinator: William Sandqvist. Ansvarig lärare: William Sandqvist, tel 8-79 4487 (Campus Kista, Tentamensuppgifterna behöver inte återlämnas