IE1206 Inbyggd Elektronik

Transkript

1 E206 nbyggd Elektronik F F3 F4 F2 Ö Ö2 PC-block Dokumentation, Seriecom Pulsgivare, U, R, P, serie och parallell KK LAB Pulsgivare, Menyprogram Start för programmeringsgruppuppgift Kirchoffs lagar Nodanalys Tvåpolsatsen R2R AD F5 Ö3 KK2 LAB2 Tvåpol, AD, Komparator/Schmitt F6 F8 Ö6 F3 Ö4 Ö5 F0 F7 F9 F F2 Ö7 redovisning tentamen KK3 LAB3 Transienter PWM Step-up, RC-oscillator Visare jω PWM CCP KAP/ND-sensor KK4 LAB4 LC-osc, DC-motor, CCP PWM LP-filter Trafo + Gästföreläsning Redovisning av programmeringsgruppuppgift Trafo, Ethernetkontakten

2 Tvåpolssatsen Black box?!

3 Spännings- och Strömkällor En okänd spänningskälla provas med några testresistorer. ( Facit: vi känner till att spänningskällan har emk 00 V och den inre resistansen 00 Ω ).

4 Spännings- och Strömkällor En okänd spänningskälla provas med några testresistorer. ( Facit: vi känner till att spänningskällan har emk 00 V och den inre resistansen 00 Ω ).

5 Det verkar vara en ideal 00V emk? R TEST 0 kω 0 ma U 00 V ( 99,0099 V) R TEST 20 kω 5 ma U 00 V ( 99,5025 V) Det verkar vara en ideal 00 V emk eftersom vi kan fördubbla strömuttaget utan att kläm-spänningen påverkas (märkbart)? deal spänningskälla, resistansfri

6 Det verkar vara en ideal strömgenerator A? R TEST Ω A U V ( 0,990 A) R TEST 2Ω A U 2 V ( 0,9804 A) Det verkar vara en ideal A strömgenerator eftersom den ström som levereras inte påverkas (märkbart) vid fördubblad lastresistor? deal strömgenerator, den inre resistansen är oändlig

7 Emk/Strömkälla En spänningskälla uppför sig som en ideal emk om den inre resistansen R är liten i förhållande till de använda yttre resistanserna. En spänningskälla uppför sig som en ideal strömgenerator om den inre resistansen R är stor i förhållande till de använda yttre resistanserna.

8

9 Tvåpolssatsen Spänningskällor och strömkällor, kan beskrivas antingen med emk-modeller eller med strömgenerator-modeller. Detta gäller varje tvåpol, dvs. två ledningar som leder ut från ett generellt nät bestående av emker-resistorer-strömgeneratorer. Thévenin spänningskällemodell, och Norton strömgeneratormodell för tvåpoler.

10 Thévenin och Norton Thévenin och Norton-modellerna är ekvivalenta. Oavsett vilken yttre resistor man ansluter till modellerna ger de samma U och! Vi jämför de två modellerna med en yttre resistor R L Ω 0,5 A 0,5 V L L L R R E R R R E U 0,5 A 0,5 V L K L L K R R R R R R R U

11 Tomgångsspänning och kortslutningsström 0 V 0 0 R E U 0 V K R U A 0 0 R E U A 0 K U

12 Experimentell bestämning av E 0 och R E 0 kan mätas direkt med en bra voltmeter. Om mätströmmen är 0 blir U E 0. R bestäms därefter genom att man belastar tvåpolen med ett justerbart motstånd så att U sjunker till E 0 /2. Då har justermotståndet samma värde som den inre resistansen. R R.

13

14 Ekvivalent tvåpol E 0 (8.3) Ersätt den givna tvåpolen med en enklare som har en emk i serie med en resistor. E 0 blir samma som den givna tvåpolens tomgångsspänning. E V

15 Ekvivalent tvåpol R Efter en tänkt kortslutning kan den inre resistansen R beräknas ur den tänkta kortslutningsströmmen K.

16 Ekvivalent tvåpol R Efter en tänkt kortslutning kan den inre resistansen R beräknas ur den tänkta kortslutningsströmmen K. Kortsluter man den ursprungliga tvåpolen blir den parallella 2Ω-resistorn strömlös: 2 2 K A

17 Ekvivalent tvåpol R Efter en tänkt kortslutning kan den inre resistansen R beräknas ur den tänkta kortslutningsströmmen K. Kortsluter man den ursprungliga tvåpolen blir den parallella 2Ω-resistorn strömlös: Den ekvivalenta tvåpolens R beräknas så att det blir samma kortslutningsström: R 2 2 K E0 Ω K A

18

19 Räkna med tvåpolssatsen Vilket värde ska R ha för att strömmen genom resistorn ska bli 2A? Om R vore ansluten till tvåpolsekvivalenten i stället vore problemet elementärt. Låt oss därför använda tvåpolssatsen som räkneknep.

20 R R ERS Om alla emker skulle halveras i ursprungskretsen då skulle naturligtvis E 0 i tvåpolsekvivalenten också halveras. Om man därför vrider ner alla emker ända till till (nästan) 0 i båda kretsarna ser man, att tvåpolsekvivalentens R är lika med ursprungskretsens ersättningsresistans R ERS : 2 20 R R ERS 7, 5 Ω

21 E 0 U tomgångsspänningen Om man inte vrider ner emkerna så ser man att E 0 U tomgångsspänningen: E 20 U V

22 Nu är det enklare att beräkna resistorn E R 30 R + R 7,5 + R Ω

23

24 Superpositionsprincipen Om komponenterna och sambanden är linjära och oberoende så gäller superpositionsprincipen. Olinjära komponenter som tex diod eller olinjära samband som effekt omöjliggör superposition.

25 Superposition, bara 3V-emk Vrid ner 0V emken till 0 och beräkna bidraget från 3V emken till.

26 Superposition, bara 3V-emk Vrid ner 0V emken till 0 och beräkna bidraget från 3V emken till. Spänningsdelningsformeln: U Ω U Ω 0,82 ' ,82

27 Superposition bara 0V-emk Vrid ner 3V emken till 0 och beräkna bidraget från 0V emken till.

28 Superposition bara 0V-emk Vrid ner 3V emken till 0 och beräkna bidraget från 0V emken till. Spänningsdelningsformeln: U U,82 '' Ω Ω,82

29 Superposition addera bidragen,82 0,82 A

30

31 Lös med superposition (8.7)

32 Lös med superposition (8.7) En nedvriden strömgenerator blir ett avbrott! E 36 ' R + R OHM s lag 2

33 Lös med superposition (8.7) En nedvriden strömgenerator blir ett avbrott! E 36 ' R + R OHM s lag 2 '' R 2 9 R + R Strömgrening K 6

34 Lös med superposition (8.7) En nedvriden strömgenerator blir ett avbrott! E 36 ' R + R OHM s lag 2 '' R 2 9 R + R Strömgrening K A

35