Introduktion till. fordonselektronik ET054G. Föreläsning 2

Transkript

1

2 Introduktion till fordonselektronik ET054G Föreläsning Introduktion till fordonselektronik

3 esistans i ledare ρ = A ρ = ledarens resistivitet l = ledarens längd A = ledarens tvärstittsarea A = π r d = π 4 ρ Copyright 003 by Pearson Education, Inc. pper Saddle iver, New Jersey All rights reserved. Introduktion till fordonselektronik

4 Introduktion till fordonselektronik Kablar i bilar

5 Kablar i bilar FLY A Antal ledare /m d ledare d isolering d kabel Introduktion till fordonselektronik

6 Kablar i bilar FLY A Antal ledare /m d ledare d isolering d kabel Introduktion till fordonselektronik

7 esistans i kabel Fyra sätt att höja resistansen Byt material (till högre resistivitet) Öka längden Minska tjockleken (och därmed arean) Höj temperaturen Elektriska och elektroniska fordonskomponenter

8 Material Stål Aluminium Koppar Vatten Polyethene esistivitet esistivitet Ωm, Ωm 1, Ωm Ωm Ωm Elektriska och elektroniska fordonskomponenter

9 Säkringar Begränsar effekten i ledningarna Ledningarna ska inte brinna upp vid full effekt Större säkring kräver tjockare ledare Tjock > lägre > lägre effektutveckling > lägre värmeutveckling Circuit breakers. (Courtesy of Potter and Brumfield Division, AMF, Inc.) Fuses: (a) CC-TON (0-10 A); (b) subminiature solid matrix; (c) Semitron (0-600 A). (Courtesy of Bussman Manufacturing Co.) Elektriska och elektroniska fordonskomponenter

10 Dimensionering av ledare A Säkring (A) I (A) Elektriska och elektroniska fordonskomponenter

11 Vridresistor Potentiometer Bilder ur ELFA-katalogen av vridresitor med kolbana PT-6KV(,5)/liggande PT-6KH(,5)/stående Introduktion till fordonselektronik

12 Potentiometer som dimmer Dashboard dimmer control in an automobile. Copyright 003 by Pearson Education, Inc. pper Saddle iver, New Jersey All rights reserved. Elektriska och elektroniska fordonskomponenter

13 Effekt Effekt: energi / sekund Energi mäts i J. Effekt mäts i W eller J/s. Elektriska och elektroniska fordonskomponenter

14 Effekt Effekt avges när elektrisk energi omvandlas till andra energiformer (t.ex. värme, rörelse). Elektrisk effekt beräknas: Negativt P betyder att elektrisk effekt genereras. I en resistor kan effekten skrivas (Ohms lag): P = P kan inte bli negativ i en resistor. P = I och P = I Elektriska och elektroniska fordonskomponenter

15 Effekt och Ohms lag Ex: P = E*I = I = E / = E/I = E /P = P/I

16 Tvåpolsatsen Tomgångspänning 0 ( Th ) Inre resistans i ( Th ) Filosofi: Bakom två hål i väggen finns alltid en spännings-källa i serie med en resistor. Allting kan förenklas till en tvåpol Batteriet t.ex. Elektriska och elektroniska fordonskomponenter Copyright 001 Börje Norlin

17 Belastad tvåpol Tomgångsspänning 0 Högsta spänningen, när ingenting är anslutet Den spänningen är vad man mäter med en voltmeter Kortslutningsström I k Den ström som går i en kabel när man kortsluter Den ström man kan mäta med en amperemeter (om inte säkringen går) Kopplar man in en resistor så hamnar man någonstans på linjen 0 till I k Sambandet ab = 0 - I i gäller för tvåpolen Kortslutningströmmen för tvåpolen är I k = 0 / i 0 ab I I k Introduktion till fordonselektronik

18 Spänningsförlust Spänningen i i är ren förlust Bilstrålkastare, 100W-lampas = /P = 1 1/100 = 1,4 Ω Kabelns resistans? ρ= Ωm (stål) ρ = = 0,8 Ω l = 5 m (långt) A A = m (1 mm ) Spänningen över lampan? Effekten i lampan? Kraftöverföring i i till 0 + i a I b Elektriska och elektroniska fordonskomponenter

19 Spänningsförlust Spänningen i i är ren förlust Bilstrålkastare, 100W-lampas = /P = 1 1/100 = 1,4 Ω Kabelns resistans? = ρ A = 0,8 Ω ρ= Ωm (stål) l = 5 m (långt) A = m (1 mm ) Spänningen över lampan? Effekten i lampan? Lampa 1.4 Lampa = = 1 = 7. 64V P Lampa 7.64 Förluster Lampa = = 4 Lampa 1.4 W Kraftöverföring i i till 0 + i a I b Elektriska och elektroniska fordonskomponenter 19

20 Introduktion till fordonselektronik Spänningsfall i ledare

21 Introduktion till fordonselektronik Spänningsfall i ledare

22 Anpassning tvecklad effekt i i är förlust. Elkraft: i << kan antas. i : t.ex. förluster i kraftledningar. Elektronik i och ofta i samma storleksordning. Hur gör man om i inte kan ändras? Hur får man maximal effekt Kraftöverföring i i till 0 + i a I b Introduktion till fordonselektronik

23 Anpassning, exempel Siffervärde 0 =,5 V; i = 4,333 Ω. = 5 Ω. Strömmen genom blir: I = 0 0,7 A + Effekten i blir: i P = I = 5 0,7 = 0,359 W 0 + i a I b Introduktion till fordonselektronik

24 Anpassning, exempel Siffervärde 0 =,5 V; i = 4,333 Ω. = 5 Ω. Strömmen genom blir: I = 0 0,7 A + Effekten i blir: i P = I = 5 0,7 = 0,359 W 0 + i a I b ( = 4,333 P = 0,361 = 3,666 P = 0,358) Introduktion till fordonselektronik 4

25 Introduktion till fordonselektronik Anpassning, derivata Strömmen varierar om ändras, skriv om P: Maximal P när derivatan av P blir noll. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) d dp i i i i i i + = + + = + + = ( ) 0 I P i + = =

26 Anpassning, max effekt Derivatan blir noll om = i dp = 3 i d + 0 = ( ) ( ) 0 i I exemplet blir = 4,333 Ω som ger max effekt: P = 0,5 = 4,333 = ( + ) ( 4,333) i 0,361W Introduktion till fordonselektronik

27 Anpassning, förståelse för liten => Nästan all spänning över i => Liten effekt i för stor => Liten ström => Liten effekt i Helst vill man sänka i, men det kanske inte går. 0 + i a I b Introduktion till fordonselektronik