Karlstads universitet / Elektroteknik / TEL108 och TEL118 / Tentamen / BHä & PRö 1 (5) Del 1

Transkript

1 Karlstads universitet / Elektroteknik / TEL108 och TEL118 / Tentamen / Hä & PRö 1 (5) Tentamen den 28 oktober 2004 klockan TEL108 Introduktion till EDI-programmet TEL118 Inledande elektronik och mätteknik Del 1 Examinator: engt Hällgren Hjälpmedel: Ölme, Tabeller och formler eller Näslund, Formler och fakta Räknedosa Denna tentamen består av 10 uppgifter med en eller flera delfrågor. Maximalt kan man få 40 poäng. Följande betygsgränser gäller: För betyget 3 fordras 20 poäng För betyget 4 fordras 27 poäng För betyget 5 fordras 34 poäng Resultat anslås senast 14 dagar efter tentamenstillfället. Fullständiga lösningar och motiveringar erfordras. nvända formler och beteckningar ska tydligt redovisas. Uppgifterna står inte i svårighetsordning. Titta därför igenom alla uppgifterna innan du börjar räkna. örja varje uppgift på ett nytt papper och sortera dem i nummerordning innan du lämnar in. Lycka till! engt och Peter

2 Karlstads universitet / Elektroteknik / TEL108 och TEL118 / Tentamen / Hä & PRö 2 (5) Uppgift 1 5 p R 1 R 2 Du vill mäta strömmen genom motståndet R 1 i figuren med hjälp av en digital multimeter. a) Rita ett kopplingsschema som visar hur du skall ansluta multimetern. b) Du läser av strömmen till m. estäm med hjälp av databladet här nedanför mätvärdets maximalfel. c) Om man ställer in multimetern på spänningsmätning och ansluter den parallellt med motståndet R 1 visar den V. estäm mätvärdets maximalfel. d) Strömmen genom motståndet R 2 har uppmätts till ± m. eräkna strömmen genom spänningskällan med maximalfel. Glöm inte att runda både det beräknade värdet och det sammansatta maximalfelet till lämpligt antal siffror. e) eräkna resistansen hos motståndet R 1 med maximalfel. Glöm inte att runda både det beräknade värdet och det sammansatta maximalfelet till lämpligt antal siffror Uppgift 2 5 p Tänk dig att du har fått anställning hos en elektroniktillverkare. Företaget har köpt in en sats på precisionsmotstånd på Ω från en underleverantör. Du får i uppgift att göra en mottagningskontroll. Du plockar därför ut 100 godtyckliga motstånd ur satsen och mäter deras resistans med en 4 ½-siffrig ohmmeter. a) Förklara vad som menas med ett 4 ½-siffrigt mätinstrument. b) För att inte kunna bli anklagad för att mäta fel, kontrollerar du först att ohmmetern är kalibrerad. Förklara vad som menas med kalibrerad. c) Enligt databladet har ohmmetern en upplösning på 0.1 Ω och en noggrannhet på 0.02 % plus 2 counts i det aktuella mätområdet. Hur stort är maximalfelet i varje enskild mätning? d) När du mätt de 100 utplockade motstånden, beräknar du medelvärdet m och standardavvikelsen s av mätserien. Du får m = Ω och s = 1.95 Ω. nge ett 95-procentigt konfidensintervall för resistansen hos ett godtyckligt valt motstånd ur satsen. e) Leverantören garanterar att motstånden skall ha en resistans på 1000 ± 5 Ω och att sannolikheten för att resistansen hos ett godtyckligt valt motstånd ur satsen skall ligga utanför detta intervall är mindre än 5 %. Är garantin uppfylld eller inte? Motivera!

3 Karlstads universitet / Elektroteknik / TEL108 och TEL118 / Tentamen / Hä & PRö 3 (5) Uppgift 3 5 p En metalltråd med en bestämd längd och en bestämd diameter har vid temperaturen 20 o C resistansen 1.00 Ω. a) Hur stor effekt utvecklas i tråden om man ansluter den till spänningen 5 V? b) Hur stor resistans har en lika tjock men dubbelt så lång tråd av samma material vid samma temperatur? c) Hur stor resistans har en lika lång men hälften så tjock (dvs halva diametern) tråd av samma material vid samma temperatur? d) Hur stor resistans har den ursprungliga tråden vid temperaturen 220 o C om dess temperaturkoefficient är α = e) ntag att man viker den ursprungliga tråden på mitten, kopplar ihop ändarna och mäter resistansen mellan de hopkopplade ändpunkterna och trådens mitt. Vilket värde får man då? Uppgift 4 5 p R 1 R 3 E R 2 R 4 R1 = 2.2 kω R 2 = 5.6 kω R 3 = 6.0 kω R 4 = 9.0 kω E = 12.0 V a) eräkna en ersättningsresistans för motstånden R 1 och R 2. b) eräkna en ersättningsresistans för motstånden R 3 och R 4. c) eräkna spänningen över motståndet R 1. d) eräkna strömmen genom motståndet R 2. e) eräkna strömmen genom spänningskällan Uppgift 5 5 p En motor M är kopplad till ett bilbatteri. atteriet modelleras som en spänning E i serie med en inre resistans R i. Mellan motorn och batteriet kopplas en amperemeter. Över batteriets poler koppas en voltmeter V. Mätinstrumenten betraktas som ideala, dvs amperemeterns resistans är noll och voltmeterns resistans oändlig. E a) När motorn körs, visar voltmetern 11.9 V och amperemetern 5.0. Hur stor elektrisk effekt utvecklas i motorn? b) Hur stor energi överförs till motorn på en timme? R i V M

4 Karlstads universitet / Elektroteknik / TEL108 och TEL118 / Tentamen / Hä & PRö 4 (5) c) När man stänger av motorn visar voltmetern 12.0 V. Hur stor är batteriets inre resistans R i? Ledning: Du behöver använda mätvärdena i delfråga a också för att kunna räkna ut inre resistansen. d) Hur stor är batteriets verkningsgrad, dvs hur stor andel av den effekt som spänningskällan avger kommer fram till motorn? e) Hur länge kan batteriet (teoretiskt) driva motorn om det är märkt 120 h? Uppgift 6 4 p Förenkla de logiska uttrycken för X nedan så långt som möjligt. Förenklingen ska redovisas. a) X = C D + C D + C D b) X = C D + C D + C D + c) X = + + C + d) X = C + C + C + C Uppgift 7 3 p a) Teckna ett logiskt uttryck för x i tabellen nedan. (uttrycket ska inte förenklas) b) Förenkla uttrycket och rita ett så enkelt grindnät som möjligt som uppfyller villkoren i tabellen. a b c x Uppgift 8 2 p Teckna ett logiskt uttryck för x i figuren nedan. (uttrycket ska inte förenklas) C C & 1 1 & X

5 Karlstads universitet / Elektroteknik / TEL108 och TEL118 / Tentamen / Hä & PRö 5 (5) Uppgift 9 3 p eskriv kortfattat vilka delar som ingår i en normal hemdator och vilken funktion de har Uppgift 10 3 p eskriv vilka delar som ingår i ett lokalt nätverk (3 datorer utan server) och vad man behöver göra för att köra igång det. - o -