IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2. tentamen

Transkript

1 F330 Ellära F/Ö F/Ö4 F/Ö2 F/Ö5 F/Ö3 Strömkretslära Mätinstrument Batterier Likströmsnät Tvåpolsatsen KK LAB Mätning av U och F/Ö6 F/Ö7 Magnetkrets Kondensator Transienter KK2 LAB2 Tvåpol mät och sim F/Ö8 F/Ö9 KK3 LAB3 Växelström Effekt Oscilloskopet F/Ö0 F/Ö3 F/Ö5 F/Ö F/Ö4 F/Ö2 Växelströmskretsar jω-räkning Enkla filter KK4 LAB4 tentamen Filter resonanskrets Trafo Ömsinduktans Föreläsningar och övningar bygger på varandra! Ta alltid igen det Du missat! Läs på i förväg delta i undervisningen arbeta igenom materialet efteråt!

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

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

4 Det verkar vara en ideal 00V emk? TEST 0 kω 0 ma U 00 V TEST 20 kω 5 ma U 00 V Det verkar vara en ideal 00 V emk eftersom vi kan fördubbla strömuttaget utan att klämspänningen påverkas (märkbart)? deal spänningskälla, resistansfri

5 Det verkar vara en ideal strömgenerator A? TEST Ω A U V TEST 2Ω A U 2 V 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

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

7

8 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.

9 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 L Ω 0,5 A 0,5 V L L L E E U 0,5 A 0,5 V L K L L K U

10 Tomgångsspänning och kortslutningsström 0 V 0 0 E U 0 V K U A 0 0 E U A 0 K U

11 Experimentell bestämning av E 0 och E 0 kan mätas direkt med en bra voltmeter. Om mätströmmen är 0 blir U E 0. 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..

12

13 Ekvivalent tvåpol E 0 (9.) 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

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

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

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

17

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

19 ES 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 0 i båda kretsarna ser man, att tvåpolsekvivalentens är lika med ursprungskretsens ersättningsresistans ES : 2 20 ES 7, 5 Ω

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

21 Nu är det enklare att beräkna resistorn E ,5 + Ω

22

23 Beroende generatorer Elektronikens halvledarkomponenter måste beskrivas med beroende generatorer. En sådan generators storhet E 0 eller 0 bestäms då av någon annan ström eller spänning inuti nätet.

24 ( Exempel. Beroende generator ). Exemplet skulle tex. kunna gälla en transistors arbetspunkt... Mer om transistorer följer i kursen Analog elektronik.

25 ( Exempel. Beroende generator ). Beräkna B så att spänningen över C blir hälften av E? Strömgeneratorns ström C är beroende av strömmen B enligt sambandet: C β B. Vi inför inga nya speciella symboler för beroende generatorer.

26 ( Exempel. Beroende generator ). Beräkna B så att spänningen över C blir hälften av E? E 0 V U B C C E C C 2 E β B + 2 E U B U BE BE 0,5 V O B B 9, kω ,5 0 6 β 40 0,5 0 0, kω äkning med beroende generator kan således ske på liknande sätt som med oberoende källor, men O C C 0 kω 0 0 6

27 Undvik Använd inte superpositionsprincipen vid beroende generatorer. Att 0-ställa en generator kan bryta beroendet med det övriga nätet. Tag inte reda på tvåpolens inre resistans genom att 0-ställa nätets generatorer. Det kan bryta beroendet med det övriga nätet. Däremot går det alltid bra att använda beräkningar på tomgående och kortsluten tvåpol.

28 Ex. Strömberoende emk Antag att vi har en emk som på något sätt är beroende av sin egen ström enligt sambandet E 5. Den kommer då att uppföra sig som en resistor med värdet 5Ω! Vrider man ner en sådan emk till 0 så ser man ju inte längre alla resistorer som finns i nätet!

29 En PSpice-simulering Det går bra att simulera kretsar med beroende generatorer.

30

31 8.3 beroende generator

32 8.3 beroende generator

33 8.3 beroende generator

34