TSTE24 Elektronik. TSTE24 Elektronik. Introduktion Mark Vesterbacka. Ansvarig. Websida. Material

Transkript

1 TSTE24 Elektronik Introduktion Mark Vesterbacka s.2 TSTE24 Elektronik Ansvarig Mark Vesterbacka E-post Kontor B-huset, 3D:527 Websida Material Sune Söderkvist: Kretsteori och Elektronik Sune Söderkvist: Kretsteori och Elektronik, övningsbok Sune Söderkvist: Formler & Tabeller Lab-PM

2 s.3 Lärare i VT1 Examinator, föreläsare Mark Vesterbacka Lektionsassistenter Tomas Jonsson Deyu Tu Mark Vesterbacka Laborationsassistenter Tomas Jonsson Deyu Tu Prisad kollega Mikael Olofsson s.4 Föreläsningar och lektioner VT1 1) Introduktion 2) Grunder 3) Kretsar 4) Nodanalys 5) Växelström 6) jω-metoden 7) Filter VT2 } Fysikrepetition } Mindre kretsar } Stora kretsar Sinusvågor Förstärkare och konstruktion I U u(t) t I I U U I

3 s.5 Laborationskurs VT1 Lab 1) Batteri VT2 Lab 2) Filter Lab 3) AD-omvandlare och oscillator Lab 4) Förstärkare Nyhet: I år börjar vi varje laborationspass med en dugga Laborativ examination Specifikation Största förstärkning 2.2 ± 0.3 Undre gränsfrekvens 1.2 ± 0.2 khz Övre gränsfrekvens 3.4 ± 0.4 khz Operationsförstärkare LM324 Motstånd väljs ur E12-serien Kondensatorer väljs ur E3-serien H H max H max 2 f c1 f max f c s.6 1 H = R 1 1+ C j ωr R 4 C 1 C 2 3 ωc 3 R 4 f from math import pi x = range(10, 5000, 10); y = []; for f in x: w = 2*pi*f Z1 = 11e3 Z2 = 1/(3.3e-9j*w) Z3 = 1/(4.5e-9j*w) Z4 = 38e3 H = -1/(Z1/Z4*(1+Z3/Z2)+Z1/Z2+Z3/Z4) y.append(abs(h)) Hmax = max(y) Hc = Hmax*2**-0.5 z = [float(k>hc)*hmax for k in y]

4 s.7 Simulera, koppla och mät Q 2 = C 2 u 2 Q 3 = C 2 u 3 i 2 Q 2 t i 3 Q 3 t s.8 Examination LAB1 (1.5 hp) betyg U,G En laborationskurs med fyra labbar, utförs i grupp om två studenter UPG1 (3.5 hp) betyg U, 3, 4, 5 Laborativ examination - konstruera individuellt en krets på 2 h Betyg på hel kurs blir betyget på UPG1 när båda momenten klarats

5 s.9 Elektrisk ström Elektrisk ström består av elektroner som rör sig En elektron har negativ elementarladdning, q Punktformig elementarpartikel Massan är ca g Betecknas e e s.10 Laddningar En proton har positiv elementarladdning, +q Byggs upp av andra partiklar och är ett par femtometer stor Finns mestadels i atomkärnor Massan är ca 2000 ggr elektronens Betecknas p + Laddningar påverkar varandra med elementarpartikeln foton Syns som ljus och används i radio Fotonrörelsen beskrivs av Maxwells ekvationer Betecknas γ

6 s.11 Elektrostatisk kraft Coulombs lag beskriver laddningars verkan på varandra Laddade partiklar med samma tecken repellerar varandra Laddade partiklar med olika tecken attraherar varandra Kraften F beror av laddningens storlek q och avståndet r F q q 1 2 (jämför med gravitation enligt Newton, F m m 1 2) r 2 r 2 Exempel med två elektroner F q 1 = q e - r q 2 = q e - F Exempel med elektron och proton q 1 = q e - F r F q 2 =+q p s.12 Elektroner i atomer Elektronskal Delskal Exempel: koppar (~ 0.2 nm stor) Spinn p + : 29 i kärnan (+ 34 neutroner) Egenskap som nyttjas i e : K=2, L=8, M=18, N=1 permanentmagneter

7 s.13 Ledningsförmåga Isolatorer har ett välfyllt yttre elektronskal Elektronerna är hårt bundna till atomkärnan Isolatorer leder ström dåligt Exempel är luft, glas och plast Ledare har få elektroner i det yttre skalet och leder ström bra Atomkärnan släpper lätt taget om en enstaka elektron Resultatet är en fri elektron och en nettoladdad jon Exempel är metaller som koppar och aluminium s.14 Elektriska kretsar För en ström ska flyta gäller att En strömkälla måste ingå i kretsen, t ex ett batteri Lika mycket ström måste gå in som ut i varje punkt Ström flyter bara i slingor Strömmen måste alltid ha en returväg Öppen krets Fria elektroner rör sig slumpmässigt i ledaren med v ~ km/s Sluten krets Fotonerna påverkar strömmen med ljushastigheten ~ km/s Elektronerna bildar en ström med ~ 0.1 mm/s i medelhastighet

8 Tack för din uppmärksamhet! ~ På måndag går vi genom grunder