Elektriska och elektroniska. fordonskomponenter ET035G. Föreläsning 1

Transkript

1

2 ET035G Föreläsning 1

3 Elektroniken krymper Elektronik byggs in nästan överallt Massor av funktionalitet på ett chip Priset är lågt (stora serier) Programmerbar logik, uppdatera i stället för att byta hårdvara

4 Mittuniversitetets elektronikforskning Nya elektronikkomponenter och fiberoptikkomponenter Datorsimuleringar och tillverkning i renrum Avancerade bild-detektorer Röntgendetektorer Design av elektroniksystem Realtidsbearbetning av data för multimedia RFID Radio-id Tryckt Elektronik En stor drivkraft nu är bilindustrin!

5 Varför elektronik på en fordonsutbildning? Förstå begrepp inom ellära och fordons elsystem Förstå elektronik för styrning, reglering och övervakning Förstå vilka krav som ställs vid reparationer i moderna elsystem KANSKE VIKTIGAST! Behövs för att kunna läsa och förstå BOSCH-boken Automotive Electrics/Electronics i nästa kurs. (ISBN )

6 Kurslitteratur Praktiska detaljer Tillämpad Ellära, 2:a upplagan, Arne Sikö Studentlitteratur, ISBN: Undervisning Föreläsningar: 8 st (2h) (frivilliga) Övningar: 3 st (frivilliga) Problemlösning (genomgångar) alternativt räknestuga (läraren finns tillgänglig) Ev. i anslutning till föreläsningarna, i mån av tid. Laborationer:? st (4h) (examinerande) Duggor (prov) 2 eller 3 st (kursen består av 3 teoridelar) Distribution av kursmaterial

7 Examination 1.5 hp, T102: Tentamen, Elektriska kopplingar Betyg: A, B, C, D, E, Fx och F. A-E är Godkänt, Fx och F är underkänt 1.5 hp, T202: Tentamen, Tändspolar, kondensatorer och bilbatterier Betyg: A, B, C, D, E, Fx och F. A-E är Godkänt, Fx och F är underkänt 1.5 hp, T302: Tentamen, Likriktare Betyg: A, B, C, D, E, Fx och F. A-E är Godkänt, Fx och F är underkänt 3.0 hp, L102: Laborationer med rapporter Betyg: Underkänd (F) eller Godkänd (P) 7

8 Elektricitet Statisk elektricitet känt sen antiken Experiment med åska på 1700-talet Inspiration till Mary Shelley s roman Frankenstein 1818 Bohr Atommodell Elektromagnetism Teorier om Etern Relativitetsteorin Frankenstein (Colin Clive) and his assistant Fritz (Dwight Frye) in the laboratory. From the film Frankenstein 1931 Front cover of Mary Shelley s novel

9 Definition av 1 Volt spänning Det krävs 1 J energi att flytta den positiva laddningen 1 C över en positiv potential- skillnad på 1 V.

10 Elektronens laddning är C Elektrisk ström består av elektroner som flyttar sig i ett material. C = 1 coloumb är laddningen som under 1 sekund passerar genom en ledare där strömstyrkan är 1 ampere. Det motsvarar ungefär laddningen av 6, elektroner.

11 Foton Vid elektronövergångar till skal med lägre energi kan en foton ljus avges.

12 Grundkomponenter DC Alessandro Volta uppfann batteriet 1799 Hans batteri bestod av koppar- och zinkringar i syra Thomas Edison utvecklade 1914 ett kompakt nickel-järn batteri I 0 R U I E + Spänningskälla genererar spänning i volt (V) Strömkälla genererar ström i ampere (A) Motstånd resistans i ohm (Ω)

13 Bilbatteriet Copyright 2003 by Pearson Education, Inc. Upper Saddle River, New Jersey All rights reserved. Maintenance-free 12-V (actually 12.6-V) lead-acid battery. (Courtesy of Delco-Remy, a division of General Motors Corp.)

14 Elektrisk krets Krets med Spänningskälla Lampa Lampan är en resistans Strömmen utvecklar effekt som avges som värme & ljus.

15 Enkla kopplingar SPST SPST 10W 12V SPST 12V 10W 12V 12V 12V 10W 12V 10W 12V 10W 12V Lampa med brytare SPST 12V 10W 12V 12V Seriekopplade lampor SPST 12V 12V 10W 12V Parallellkopplade lampor 12V 10W 12V SPST Seriekopplade batterier (lampan går sönder här) Parallellkopplade batterier Brytare och lampa parallellt

16 Resistans Något som bromsar/förbrukar ström Isolator (mycket hög resistans) Kabel (låg resistans) Elkraft elektriskt element Elektronik används för att erhålla rätt spänning eller ström.

17 Resistorer Resistorer med olika maximal effekt. Tillverkas med bestämda valörer i de sk E-serierna. E3 till E192 finns. Kvoten mellan näraliggande världen i t.ex E serien är 6 10 och i E6-serien E12-serien t.ex har tolerans 10 % och innehåller värdena 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82, 100 per dekad.

18 Färgkod Färg Första bandet Andra bandet Tredje bandet (multiplikat or) Fjärde bandet (tolerans) Svart Brun ±1% (F) Röd ±2% (G) Orange Gul Grön ±0.5% (D) ( ) Blå ±0.25% (C) Violett ±0.1% (B) Grå ±0.05% (A) Vit Guld 10-1 ±5% (J) Silver 10-2 ±10% (K) Ingen ±20% (M) 1 1:a siffran 2 2:a siffran 3 3:e siffran 4 exponent 5 tolerans färg tolerans guld 5 % silver 10 % saknas 20 %

19 Ohms lag U=R I Resistansen förutsätts vara konstant

20 Elektrisk krets

21 Seriekoppling T.ex Adventsljusstakar och julgransslingor. Om en lampa går sönder bryts kretsen. Strömmen kan bara gå en väg som leder genom alla komponenterna.

22 Kirchhoffs spänningslag (2:a lag) KII ger V - IR 1 - IR 2 = 0

23 Spänningen V ab är en potentialskillnad

24 Mätning av ström Amperemeter kopplas alltid i serie med lasten.

25 Mätning av spänning Voltmeter kopplas alltid parallellt med lasten.

26 Parallellkoppling

27 Kirchhoffs strömlag (1:a lag) Summan av alla elektriska strömmar som kommer in i en nod är lika stor som alla utgående strömmar

28 Ersättningsresistans parallell 1 R X = 1 R R R För 2 paralella resistorer kan formeln förenklas till R X = R ( R 1 1 N * R + R 2 2 )

29 Ersättningsresistans parallell R X = R R 1 + R

30 Strömdelning I S = I 1 + I 2 I 1 = E R 1 I 2 = E R 2

31 Räkneuppgifter 1.Vad blir Rx om man seriekoppla 580 ohm med 220 ohm 2.Vad blir Rx om man seriekoppla 120 ohm med 720 ohm 3.Vad blir Rx om man parallellkopplar 180 ohm med 270 ohm 4.Vad blir Rx om man parallellkopplar 28 ohm med 84 ohm 5.Vad blir Rx om man parallellkopplar 330 ohm med 920 ohm Svar: R R X X = = R 1 R R R 2 * R + R 2 2 ( seriell koppling) ( paralell koppling)

32 Räkneuppgifter 1.Vad blir Rx om man seriekoppla 580 ohm med 220 ohm 2.Vad blir Rx om man seriekoppla 120 ohm med 720 ohm 3.Vad blir Rx om man parallellkopplar 180 ohm med 270 ohm 4.Vad blir Rx om man parallellkopplar 28 ohm med 84 ohm 5.Vad blir Rx om man parallellkopplar 330 ohm med 920 ohm Svar: ohm ohm ohm ohm ohm R R X X = = R1 + R2 ( seriell koppling) R1 * R2 ( paralell koppling) R + R 1 2