Tentamen i Elektronik grundkurs ETA007 för E1 och D

Transkript

1 Lars-Erik Cederlöf Tentamen i Elektronik grundkurs ETA007 för E och D Tentamen omfattar poäng. 3 poäng per uppgift. 0 poäng ger godkänd tentamen. Tillåtet hjälpmedel är räknedosa. För full poäng krävs på varje uppgift fullständiga lösningar gående från figur och grundläggande samband. Finns ett samband med i uppgiften får man gå från detta. id lösning av ekvationer och ekvationssystem skall beräkningsgången framgå. Beräkna strömmen. ohm 0 ohm ohm 5 A 8 ohm 6 ohm 4 6 änstra och högra delen görs om till ekvivalenta tvåpoler. 0 ohm E E E 5 0 Ω 6 Parallellkoppling av 6 ohm och 8 ohm ger: ohm 3,43 ohm ,43 Ω,67 Ω 3,43 + Spänningsdelning ger: 3,43 E 4 3, + 3,43 Kirchhoffs spänningslag ger nu: 0 0,67 3, ,879 A te060.doc lec 0/6/007

2 En kondensator laddas genom en resistor enligt figuren. Diagrammet visar spänningen över kondensatorn (volt) som funktion av tiden (sekunder). a) Hur stor är spänningen hos pänningskällan E 0? b) Hur stor är strömmen genom resistorn vid tiden 0,5 s? c) Hur stor resistans har resistorn? τ Samband för uppladdning av kondensator: u t) E ( e ) C ( 0 t t0 E 0 C 0 µ F 5 0 u C () t t : a) Kondensatorn laddas till 5. Då är E 0 5. c) När kondensatorn laddats till 63 % av sitt fulla värde har det gått en tidskonstant τ. Läser man i digrammet ser man att det inträffar efter ungefär 0, s. τ C τ 0, C Ω 0 kω b) id tiden 0,5 s är spänningen över kondensatorn 0,5. Då måste spänningen över resistorn vara 5-0,5 4,5. Strömmen blir då enligt Ohms lag 4,5 A 5 µ A 0000 te060.doc lec07-0-6

3 3 a) ndersök om transistorn är bottnad. ( BE 0,65 CE vid bottning är 0, ) b) Beräkna effektvecklingen i transistorn. 00 kohm kω h FE 50 0, a) Basströmmen A 4 µ A B h FE B 7, ma Maximal kollektorström C 0, A 000 max,8 ma Detta betyder att transistorn är bottnad. b) Både basströmmen och kollektorströmmen ger effektveckling i transistorn. P B BE + C CE ,65 +, , W 0, , W,43 mw te060.doc lec

4 4 a) Figuren visar ett filter. ilken typ av filter är det? b) Beräkna spänningen vid frekvensen 0 khz om inspänningen är 0. 6 mh + + in - 00 ohm 8 nf - : a) Det är ett lågpassfilter. b) i räknar i effektivvärdesskala. Spänningsdelning ger in + jωc jωl + + jωc 00 j 9 0 π j π , j π j j j e 0 55 e o j59 o j39 in 5,0 e j ωc jωl + j ωc - j0 o 9 Effektivvärdet av spänningen är 5,0. te060.doc lec

5 5 Ett bastuaggregat som är anslet till ett trefasnät med fasspänningen 30 har effekten 8 kw. De tre belastningsresistorerna i aggregatet är D-kopplade. a) Hur stor resistans har var och en av de tre resistorerna? b) Hur stor är linjeströmmen till aggregatet? c) Hur stor blir effekten i aggregatet om resistorerna kopplas om till Y-koppling? a) id D-koppling är det huvudspänningen som ligger över resistorerna. Huvudspänningen H Effekten i varje resistor är en tredjedel av totala effekten ,4 Ω b) Trefaseffekt P 3 H L cosϕ Här är effektfaktorn ( resistorer ) L 8000 A,6 A c) id Y-koppling kommer fasspänningen att ligga över varje resistor. 30 P 3 59,4 W 67 W te060.doc lec

6 6 Figuren visar en uppkoppling för att mäta effekten hos en lysrörsarmatur. Lysrörsarmaturen är inte faskompenserad. Amperemetern visar 0,4 A, voltmetern visar 30 och vattmetern visar 9 W. a) Hur stor är reaktiva effekten för lysrörsarmaturen? b) Hur stor är cos φ för lysrörsarmaturen? c) Hur går det till att faskompensera armaturen? d) ad är fördelen med att faskompensera? e) ad skulle amperemetern, voltmetern och wattmetern visa om lysrörsarmaturen faskompenserades till cos φ? Lysrörsarmatur A Wattmeter a) Aktiva effekten P 9 W Skenbara effekten S 0,4 30 A 96,6 A r effekttriangeln kan man nu med Phytagoras sats beräkna reaktiva effekten. Q 96,6 9 Ar 9, Ar P 9 cos S 96,6 b) Effekttriangeln ger ϕ 0, 300 c) Man faskompenserar genom att parallellkoppla armaturen med en kondensator. d) id faskomoensering minskar strömmen i tilledningarna vilget gör att deras area kan minskas. e) oltmetern och wattmetern påverkas inte. äxelströmseffekt P cosϕ 9 A 6 ma 30 Amperemetern visar alltså 6 ma. te060.doc lec

7 7 Besvara nedeanstående frågor om elsäkerhet. a) Till gruppcentralen i en villa kommer det fyra ledare. Namngiv de fyra ledarna. b) Från gruppcentralen i en villa går det fem ledare. Namngiv de fem ledarna. c) Elektriska apparater är oftast både S- och CE-märkta. Förklara skillnaden mellan dessa två märkningar. d) Ett sätt att skydda mot elolycksfall är att installera en skyddstransformator. Förklara hur den kan skydda mot elolycksfall. e) Till vilken materialklass hör apparater som är märkta med denna symbol? f) Den högsta materialklassen är klass 3. ilken är den högsta spänning som får förekomma i sådana apparater? a) De tre fasledarna, S och T. Den fjärde ledaren är PEN-ledaren ( Protection Earth and Neral ) b) De tre fasledarna,s och T. PEN-ledaren har delats upp i PE-ledaren och N-ledaren. c) De S-märkta har kontrollerats av det svenska kontrollorganet SEMKO. CE-märkning betyder bara att tillverkaren själv garanterar säkerheten. d) En skyddstransformators primär och sekundärsida är helt åtskiljda. Det medför att det är ofarligt att ta i någon av sekundärsidans poler och samtidigt ta i ett jordat föremål. Det kan då inte bli någon strömkrets. aktag i badrum har skuddstransformator. e) Symbolen betyder dubbelisolering och finns på apparater i klass. f) Hösta spänningen är 50. te060.doc lec