Tentamen i Elektronik grundkurs ETA007 för E

Transkript

1 Lars-Erik Cederlöf Tentamen i Elektronik grundkurs ETA007 för E Tentamen omfattar poäng. 3 poäng per uppgift. 0 poäng ger godkänd tentamen. Tillåtet hjälpmedel är räknedosa. För full poäng krävs på varje uppgift fullständiga lösningar utgående från figur och grundläggande samband. Finns ett samband med i uppgiften får man utgå från detta. Vid lösning av ekvationer och ekvationssystem skall beräkningsgången framgå. Beräkna strömmen I. 8 Ω 6 V Ω I 0 V 4 Ω 4 Ω 3 A Lösning uppgift : R 6 V Ω I R E E Vänstra och högra delen görs om till ekvivalenta spänningstvåpoler. 4 E 0 3,33V R Kirchhoffs spänningslag ger : E 8 // 4 ohm IR,67 ohm 6 I IR E E 4 3 V V 0 R ger I -,46 A 4 ohm te030.doc lec 03--9

2 Brytaren S har varit i tilläge under lång tid och slås ifrån vid tiden t0. Skissera u(t). Av skissen skall framgå spänningens startvärde, spänningens slutvärde och tidskonstanten. Samband: u u u u ) e ( 0 t τ V kohm S + t0 µ F u(t) - kohm u 0 u 000 V V 8V Kondensatorn laddas genom resistorn med resistansen kohm. Tidskonstanten: τ R C ms Detta innebär att kondensatorn har laddats 63% när det gått tiden ms. Det betyder att vid tiden ms har spänningen nått 8+0,63(-8) V 0,5 V ut () t te030.doc lec03--9

3 3 a) Figuren visar ett filter. Vilken typ av filter är det? b) Beräkna momentanvärdet av utspänningen om u in 5,0 sin(000t + 45 ) V. 0 µf 00 Ω Uin Uut 0,3 H Lösning uppgift : a) Det är ett högpassfilter. b) Komplext beräkningsschema ritas.. Här representerar det komplexa talets belopp toppvärdet av spänningen. Ur det komplexa beräkningsschemat kan man med spänningsdelning få: U ut U in R + jωl + R + jωl jωc 5,0 e j(45 ) 00 + j j000 0, j000 0,3 j(45 ) 5,0 e (00 + j300) 00 + j00 j(45 ) 5,0 e 360,6 e j45 8,8 e j56,3 6,37 e j56,3 V u ut 6,37 sin(000t + 56,3 ) V te030.doc lec

4 4 När temperaturen överstiger 50 skall lysdioden tändas. NTC-resitorn har resistansen 8 kohm när temperaturen är 50. Strömmen genom lysdioden skall vara ma då den lyser och dess spänningsfall är då, V. Dimensionera R och R så att man får önskad funktion. Operationsförstärkaren är ideal. R 3 kohm V 0 V NTC t - V 6 kohm R Kopplingen är en komparator. När potentialen på plusingången är högre än potentialen på minusingången kommer utspänngen att bli V. I annat fall är utspänningen - V. När utspänningen är V tänds lysdioden. Potentialen på operationsförstärkarens plusingång fås med spänningsdelning: U V 6,67 V När temperaturen är 50 skall potentialen på minusingången vara lika med potentialen på plusingången. Med spänningsdelning får man då: ,67 0 R R 4000 ohm När lysdioden lyser ligger det -, V 9,9 v över R. Med ma genom lysdioden kan R beräknas me Ohms lag. 9,9 R ohm 85 ohm 0,0 te030.doc lec

5 5 Vilken är den största ström som kan tas ut på utgången? Effektivvärdet av inspänningen U in är 8 V. Zenerdioden har zenerspänningen 0 V? Dioderna har framspänningsfallet 0,7 V. Minsta tillåtna ström i backriktningen för zenerdioden är 5 ma. Ingående komponenter förutsätts tåla de strömmar de blir utsatta för. 00 ohm Uin 000 µ F Uut Kondensatorn laddas till toppvärdet av inspänning minus spänningsfallet över två dioder: ( 8 0,7) V 4,V Spänningen över resistorn blir då ( 4,-0 ) V 4, V Strömmen genom resistorn blir 4, A 4mA 00 Eftersom zenerdioden kräver minst 5 ma kan man ta ut max ca (4-5) ma 36 ma på utgången. te030.doc lec

6 6 Utspänningen från denna transistorswitch framgår av figuren. Rita ett diagram över inspänningen. kohm u ut (v) BF45B V 5 u ut u in 3 t (ms) Typkurva för BF45 B, I D (ma) som funktion av U GS ( V ) ID ma ID ma A 6, V ut ger strömmen A 3,5 ma 0 V ut ger strömmen ma som motsvarar -,6 V enligt diagram som motsvarar -0,9 V enligt diagram u in (v) -0,9V -,6 V 3 t (ms) te030.doc lec

7 7 Elektriska apparater är indelade i 4 klasser med avseende på skyddet mot elolycksfall. Klass 0 är apparater med endast grundläggande isolering. Beskriv hur skyddet mot elolycksfall är anordnat för de övriga tre klasserna. Klass I Klass II Klass III Apparat med grundläggande isolering och anordning för jordning. Apparat med dubbel isolering och/eller förstärkt isolering utan anordning för jordning. Apparaterna är märkta med en dubbel kvadrat. Apparat utförd för anslutning till klenspänning. Klenspänning är spänning som ej får överstiga 50 V. te030.doc lec