Omtentamen IF1330 Ellära fredagen den 8 januari

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Omtentamen IF1330 Ellära fredagen den 8 januari"

Gerd Samuelsson
för 5 år sedan
Visningar:

Omtentmen IF33 Ellär fredgen den 8 jnuri 6 4.-8. Smtidigt går en liknnde tentmen för IE6 välj rätt tentmen! Allmän informtion Exmintor: Willim Sndqvist.

1 Omtentmen IF33 Ellär fredgen den 8 jnuri Smtidigt går en liknnde tentmen för IE6 välj rätt tentmen! Allmän informtion Exmintor: Willim Sndqvist. Ansvrig lärre: Willim Sndqvist, tel Cmpus Kist, Tentmensuppgiftern behöver inte återlämns när du lämnr in din skrivning. Hjälpmedel: äknre/grfräknre. Kursens formelbld hr bifogts tentmen. Informtion om rättning och betyg Observer tt tentmen innehåller en kvlificeringsdel som måste löss i huvudsk korrekt för tt resten v tentmen sk rätts. Du uppmns tt lägg tillräckligt med tid på dess uppgifter så tt Din lösning blir korrekt och klr! Det behövs totlt 4 poäng v det mximl 6 poäng från uppgift och. Motiver ll svr. Tbeller och beräkningr som nvänts sk finns med i lösningrn i läsbr form. Om svret på en fråg är "4" så måste du också tl om vrför. Ofullständigt motiverde svr ger inte full poäng! Tentmen kn ge mximlt 3 p, under förutsättning tt det är minst 4 p på kvlificeringsdelen, så är godkändgränsen 5 p, vid exkt 4 p 4+ så erbjuds kompletteringsskrivning FX F E D C B A esulttet meddels senst fredg den 9 jnuri.

2 Observer tt tentmen innehåller en kvlificeringsdel som måste löss "i huvudsk korrekt", för tt resten v tentmen sk rätts. Denn del smmnfttr nödvändig kunskp om kretsnlys. Det behövs totlt minst 4 poäng från uppgift och! Här börjr kvlificeringsdelen v tentmen.. p Måste löss i huvudsk korrekt 3Ω, 9Ω, 3 Ω, 4 3Ω, 5 6Ω. Ställ upp ett uttryck för EQ. Beräkn ersättningsresistnsen EQ. EQ [Ω]. 4p Hel uppgiften måste löss i huvudsk korrekt En växelspänning med frekvensen f 5,3 khz mtr en induktns mh i prllell med en resistor 8 Ω och i serie med en kondenstor C µf. Mn mäter späningen C 3 V. Föreslgn beräkningssteg ej delpoängssteg: Beräkn I C b Beräkn först Z. c Beräkn d Skiss kretsens visrdigrm I C I I. Här slutr kvlificeringsdelen v tentmen. 3. 4p Använd Kirchhoffs lgr för tt ställ upp och beräkn de tre strömmrns belopp och riktning tecken. ppgiften kn ge delpoäng även om ekvtionssystemet inte lösts. E 3V E 9V E 3 V E 4 5V Ω 4Ω 3 5Ω I I I 3

3 4. 4p T frm Thévenin tvåpolsekvivlenten med E mrker även polriteten och I, för kretsen med spänningskällorn 8V nd 9V och strömkällorn,5a nd A. Tg också frm Norton tvåpolsekvivlenten med I och I K mrker även strömriktningen. E [V] I [Ω] I K [A] 5. 4p Kondenstorn C 4 µf hr vrit nsluten till spänningskälln E 3 V och den inre resistnsen 36 kω under lång tid. Vid tidpunkten t sluts en strömställre och nsluter en resistns 8 kω prllellt med kondenstorn. Vilken tidkonstnt kommer urlddningen v kondenstorn h efter tiden t. τ b Beräkn den tidpunkt efter t då spänningen över kondenstorn C hr urlddts till värdet 5V. t, för u C 5. 3

4 6. 4p En ultrljudstvätt består v en kvrtskristll r C som nslutits till botten v en behållre tnk vi en meknisk npssning, ett sk. horn r C. Kvrtskristllen drivs v en elektrisk växelspänning E som npsss till den ktuell resonnsfrekvensen f meknisk resonnsfrekvensen. ltrljudet skpr mikroskopisk bubblor som rengör de föremål som dopps ned i behållren. r C och r C är elektrisk ekvivlent komponentvärden som motsvrr de meknisk storhetern vid resonns. C är kristllens prllell kpcitns. Fbriknten nger: 7,53 mh r 4,6 Ω C 4,5 nf,84 mh r 5,98 Ω C 6,9 nf C 8 nf Ekvivlent elektrisk krets för en Kvrtz kristll som serieresonnskrets r C. Belstd krets. När kristllen nsluts till tnken tillkommer r C i seriekoppling. esulternde krets för kristll+tnk vid resonns. och C motverkr vrndr så Z blir prllellkopplingen v C och r. Spänningskällns I och I väljs utifrån Z för effektnpssning. p Obelstd kristll. Beräkn kristllens sereresonnsfrekvens r C och obelstt Q- värde vid denn frekvens. f [khz] Q [ggr] b p Belstd kristll. När kristllen belsts med den meknisk npssningen och behållren så tillkommer r C i serie med r C. Beräkn denn ny krets C r resonnsfrekvens och resulternde Q-värde. f [khz] Q [ggr] c p Vid resonnsfrekvensen kn kretsen förenkls se figuren t.v.. I en serieresonnskrets gäller tt spänningsfllen över och C tr ut vrndr så tt endst en prllellkoppling Z r C återstår. Beräkn det komplex värdet för Z nvänd resonnsfrekvensens värde från b. d p Effektnpssning. För tt överför mximl effekt från spänningskälln så krävs tt * Z I + j I spänningskällns inre impedns är densmm som lstens komplexkonjugt. Beräkn I och I för mximl effekt. I [Ω] I [µh] Använd resonnsfrekvensens värde från b. 4

5 5 7. 4p Vid en lbortion gör mn oscilloskopmätningr för tt beräkn en spoles induktns och inre serieresistns r. Mn justerr spänningskällns frekvens f så tt fsvinkeln melln Ch och Ch är 45. Växelspänningen Ch hr då effektivvärdet Ch,4 V och växelspänningen Ch hr effektivvärdet Ch mv. f 95 Hz. Beräkn spolens [mh] och r [Ω]. 8. 4p Figuren visr ett enkelt filter med C och C. T frm filtrets komplex överföringsfunktion /. Svr på formen jd c jb + + b Antg tt vid en viss vinkelfrekvens /C. Vd blir då överföringsfunktionens belopp.. c Vilket ungefärligt värde hr överföringsfunktionens fsvinkel vid denn vinkelfrekvens rg d Vd blir överföringsfunktionens belopp vid mycket låg frekvenser,, vilket värde hr överföringsfunktionens fs vid mycket låg frekvenser e Vilket värde hr överföringsfunktionens belopp vid mycket hög frekvenser,, vilket värde hr överföringsfunktionens fs vid mycket hög frekvenser Br siffersvr räcker inte redovis lgebriskt. rg rg rg e d c C b yck till! -

6 Formelbld vid tentmen i Ellär IF33 esistns l ρ + α t t esistns, resistivitet ρ obs! [Ωmm /m] esistnsens temperturberoende. vrm resistns, kll resistns α temperturkoefficient Kretsnlys I I G ES ES + I Nod 3 OHM s lg. resistns G konduktns. Seriekrets. Prllellkrets. Specilfll två resistorer i prllell. Kirchoffs strömlg. En nod är en knutpunkt. Strömmr in till noden ts positiv och strömmr ut från noden negtiv. Kirchoffs spänningslg. En sling är en sluten strömkrets. esistorns plustecken är där strömmen går in. Sling Spänningsdelningsformeln. Delspänningen över. E + Strömgreningsformeln. Delströmmen genom. I I + ikströmseffekt i resistor. P I P P I Elektrisk fält Q F k r Q Q E k C ε ε ε r d Q E C d C W e ε r Coulombs lg krftverkn F melln lddningr. Elektriskt fält E krft på enhetslddning. Konstnten k 9 9. Plttkondenstor. ε kpcitivitet polriserbrhet. ε för luft/vcuum. Kondenstorns spänning lddning Q och elektriskt fält E. Elektrosttisk energi. 6

7 Mgnetisk fält B Φ Flöde Φ ntl krftlinjer flödestäthet B. F m N I mmk Mgnetomotorisk krft, mgnetisering. l eluktns µ µ µ r µ m mgnetiskt motstånd. µ permbilitet, µ µ 4π -7 för vcuum. µ r klls även k m F m Φ m OHM s lg för mgnetisk kretsen. NI Fältstyrkn H. H l B fh B µ H BH-kurvn. F B I l Motorprincipen. dφ Induktionslgen. enz lg, e är motverknde. e N dt di Självinduktion. Induktns. u dt I Elektromgnetisk energi. W m Trnsienter x τ x x x e "hel" t t ln "resten" τ τ Kondenstor: τ C Spole: τ Snbbformel. x storhetens begynnelsevärde x storhetens värde efter lång tid τ förloppets tidkonstnt hel swinget genom resten Tidkonstnt τ. Periodisk funktioner x t Xˆ sin t + ϕ π f Sinusfunktion med fsvinkel ϕ. T X med X x t dt sinusfunktioner hr medelvärdet. T X MS X T x t dt T Effektivvärde. För sinus gäller: ˆX X j-räkning Z + jx Impedns Z, resistns och rektns X. Admittns Y, konduktns G och suceptns B. Y G + jb Z X Induktiv rektns. Kpcitiv rektns. X C C 7

8 Växelströmseffekt P I cos ϕ Q I sinϕ S I Aktiv effekt P, rektiv effekt Q och skembr effekt S. S P + Q S P + Q Effekt-tringel. Q från kondenstorer summers med negtivt tecken. I I cosϕ I I sinϕ Aktiv I P och rektiv I Q strömkomposnt. P Q I I P + I Q tn I I Q Q från kondenstorer summers med negtivt ϕ tecken. I P esonnskretsr f esonnsfrekvens. π C πf Definition v spolens Q-värde med Q Q r πf serieresistns r, smt lterntiv definition med prllellresistns. Q Omräkning melln serieresistns r och r prllellresistns. tillåtet om Q > f Bndbredd. f Q Effektnpssning I Effektnpssning. * Z Z Effektnpssning komplex lst. I Z I Effektnpssning. Komplex tvåpol med resistiv lst. Idel trnsformtor P P Förlustfri trnsformtor. N Spänningsomsättning. N I N Strömomsättning. I N N Överräkning v impedns. Z Z N Induktiv koppling Kopplingsfktor k ömsinduktns M SE + ± M PA M + ± M Seriekoppling och Prllellkoppling. 8

Relevanta dokument

Tentamen i IF1330 Ellära måndagen den 29 maj

Tentamen i IF1330 Ellära måndagen den 29 maj Tentmen i F33 Ellär måndgen den 9 mj 7 8.-. Smtidigt går en liknnde tentmen för E6 välj rätt tentmen! Allmän informtion Exmintor: Willim Sndqvist. Ansvrig lärre: Willim Sndqvist, tel 8-79 4487 Cmpus Kist,