IE1206 Inbyggd Elektronik

Transkript

1 IE06 Inbygg Elekronik F F3 F4 F Ö Ö PI-block Dokumenaion, Seriecom Pulsgivare I, U, R, P, serie och parallell KK LAB Pulsgivare, Menyprogram Sar för programmeringsgruppuppgif Kirchhoffs lagar Noanalys Tvåpolsasen RR AD F5 Ö3 KK LAB Tvåpol, AD, Komparaor/Schmi F6 F8 Ö6 F3 Ö4 Ö5 F0 F7 F9 F F Ö7 reovisning enamen KK3 LAB3 Transiener PWM Visare jω PWM P KAP/IND-sensor KK4 LAB4 Sep-up, R-oscillaor L-osc, D-moor, P PWM LP-filer Trafo + Gäsföreläsning Reovisning av programmeringsgruppuppgif Trafo, Ehernekonaken

2 Elekriska fäl Krafen mellan vå laningar kan beräknas me oulombs lag. Krafen mellan lika laningar är repellerane, mellan olika laningar araherane. De elekriska fäle E från en punklaning Q kan ses som krafen på en eslaning, en enheslaning ( Q + ). De elekriska kraflinjerna börjar från en posiiv laning och sluar på en negaiv laning. Kraflinjerna får ine korsa varanra. Q Q F k Q 9 E k k 9 0 Nm / r r 4π ε 0 Konsanen k har e mycke sor väre, e elekriska kraferna är sarka.

3

4 Plakonensaorn 8,85 pf/m / 0 0 r < > ε ε ε ε ε ε ε ε ε A A A A A En konensaors kapacians är proporionell mo yan A och omvän proporionell mo plaavsåne. Om isolermaeriale mellan plaorna är polariserbar (ε) ökas kapaciansen. ε 0 ε 0 4 ε ε 0 3 ε 0 A U Q ε

5 Dielekrikum De flesa maerial är polariserbara, och kommer å a öka e elekriska fäle, och konensaorns kapacians, om man placerar em mellan plaorna. Tianie, som använs i keramiska konensaorer ökar kapaciansen 7500 ggr i jämförelse mo vacuum eller luf. ε r 7500 ε r spelar samma roll för elekriska fäl som µ r ( eller k m ) gör för magneiska fäl. ε ε ε r ε 0 0 8,85 pf/m

6 lie, Spänningsålighe Hög kapaciansväre kan man erhålla me e lie plaavsån. Nackelen är a risken ökar för överslag mellan plaorna. Varje konensaor har ärför en högsa märkspänning som ine får översigas. En konensaor för högre märkspänning blir av növänighe sörre än en me lägre märkspänning om kapaciansväre är esamma. Q E U U De elekriska fäle E i konensaorn är EU/. Luf ål,5 kv/mm innan överslag!

7 Sor ya A Hög kapaciansväre kan man få me sor ya A. Konensaorn kan å vara rulla, eller av ypen flerlagers, så a komponenyan minimeras ros en sora inneryan. Flerlagerkonensaor me keramisk ielekrikum ( hög ε r ).

8 Lie avsån Elekrolykonensaorn bygger på exrem lie avsån mellan elekroerna. Ena elekroen är en aluminiumfolie, och ielekrike är e un isolerane oxiskik som eloxeras på folien. Den anra elekroen är själva elekrolyen som ju är i nära konak me foliens ya. Konensaorn måse polariseras rä, me samma polarie som när oxiskie eloxeraes. Annars försörs oxiskike och konensaorn korslus! Konensaorn försörs även om märkspänningen överskries.

9 Sor ya A och lie avsån Tanalelekrolykonensaorn har en svampforma elekro. Den oala inre yan A blir exrem sor. Isoleringen besår av e oxiskik så även blir lien. En 3.5 mm.5 mm 5.5 mm, 4.7µF analelekroly har en ekvivalena inre yan 40 cm!

10 Konensaorer

11

12 Supercap (9.) Q U I Q Backup-konensaor Supercap. Spänningsbackup ill ex minnen flya elefonen från e rum ill e anna uan a elefonen glömmer snabbnummren. Hur länge räcker konensaorn? Anag a F och a U från början är 5V. Urusningen rar I 0 ma och fungerar äna ne ill,5v.

13 Supercap (9.) Q U I Q Backup-konensaor Supercap. Spänningsbackup ill ex minnen flya elefonen från e rum ill e anna uan a elefonen glömmer snabbnummren. Hur länge räcker konensaorn? Anag a F och a U från början är 5V. Urusningen rar I 0 ma och fungerar äna ne ill,5v. Q U Q.5 (5,5),5 As 50 s 3 I min

14 Skolans värsa supercap? 3000 F 6 s Forskning pågår kring energilagring för använning ill rourar på oillgängliga plaser me för baerier olämpliga emperaurer. Exempelvis i öknen eller på arkis. Skolans TELEKOMMUNIKATIONSSYSTEMLAB

15

16 Konensaorns ransiener τ R E ur + u E i( ) R+ i( z)z 0 0 Spänningen över konensaorn kommer från en uppsamlae laningen. i( z)z i() i() E i () R+ iz ( )z 0 R i () 0 R i () + + u ( ) q( ) 0 i( ) E R e τ τ R

17 Konensaorns ransiener τ R E ur + u E i( ) R+ i( z)z 0 0 Spänningen över konensaorn kommer från en uppsamlae laningen. i( z)z i() i() E i () R+ iz ( )z 0 R i () 0 R i () + + u ( ) q( ) 0 Differenialekvaionen har lösningen: E τ i () e τ R R

18 Upplaning av konensaor Tikonsanen T R

19

20 Parallellkopplae konensaorer (Ex. 9.3) Två konensaorer parallell-kopplas. Va gäller för ersäningskapaciansen och ersäningsmärkspänningen? 4 µf 50V µf 75V

21 Parallellkopplae konensaorer (Ex. 9.3) Två konensaorer parallell-kopplas. Va gäller för ersäningskapaciansen och ersäningsmärkspänningen? 4 µf 50V µf 75V Kapaciansvärena aeras, parallellkopplingen är samma sak som om konensaorbeläggens yor aeraes. Den konensaor som har säms spänningsålighe avgör ersäningskonensaorns märkspänning. De är i en konensaorn som genomslage kommer a ske.

22 Parallellkopplae konensaorer (Ex. 9.3) Två konensaorer parallell-kopplas. Va gäller för ersäningskapaciansen och ersäningsmärkspänningen? 4 µf 50V µf 75V Kapaciansvärena aeras, parallellkopplingen är samma sak som om konensaorbeläggens yor aeraes. Den konensaor som har säms spänningsålighe avgör ersäningskonensaorns märkspänning. De är i en konensaorn som genomslage kommer a ske. ERS µf 50V

23 Seriekopplae konensaorer E U ERS + U Q U + E Q ERS Q Q + Q Q Q ERS + Parallellkoplingsformeln för resisorer är jämförbar me seriekopplingsformeln för konensaorer! I en kapaciiv spänningselare elas spänningen i omvän proporion mo e ingåene konensaorernas kapacianser. Den minsa konensaorn får en högsa spänningen ål en e?

24 Exempel. Seriekopplae konensaorer (Ex. 9.4) Två konensaorer seriekopplas. Beräkna ersäningskapaciansen och ange hur spänningen elas mellan konensaorerna. E 0 V 6 µf µf ERS +

25 Exempel. Seriekopplae konensaorer (Ex. 9.4) Två konensaorer seriekopplas. Beräkna ersäningskapaciansen och ange hur spänningen elas mellan konensaorerna. E 0 V 6 µf ERS + µf Ingen sröm/laning kan passera genom en konensaor. Två seriekopplae konensaorer måse ärför alli ha samma laning! Q Q.

26 Exempel. Seriekopplae konensaorer (Ex. 9.4) Två konensaorer seriekopplas. Beräkna ersäningskapaciansen och ange hur spänningen elas mellan konensaorerna. E 0 V 6 µf µf Ingen sröm/laning kan passera genom en konensaor. Två seriekopplae konensaorer måse ärför alli ha samma laning! Q Q. Q U ERS Q Q ERS E 6 4 µ F Q Q ,66 V ERS µ U U E U U 0 6,66 3,33 V

27

28 Energi i konensaor E U W E u u u u p W u u u i p E u u u i q q u Q U Ögonblickseffek: Energi: Upplagra energi i e elekriska fäle: Kom ihåg formeln, men illåe a skolka i från härleningen

29 Energi i konensaor W E W E E

30

31 Kamerablixen (Ex. 9.) W U Q U Q I W P Elekriska energin i konensaorn W? Konensaorns laning Q? W 6 U J, Ws Q U Blixsrömmen (meelväre) I? Q 0, I 00 A / 000 Effeken uner blixurlaningen P? W 5 P 0 kw / 000 Hur länge får man väna på näsa blix Laa? U Q I U Laa Laa Laa 3 I Laa 00 0,, As 0 s Nu LED Flash?

32

33 (Ex. 0.9) Glimlampan Blink-kres me glimlampa. Räkna på övningen

34 Simulera Glimlampan Tryck på ES, annars ar simuleringen alrig slu

35