Elektronik grundkurs Laboration 5 Växelström Förberedelseuppgift: Gör beräkningarna till uppgifterna 1, 2, 3 och 4. Uppgift 1: Summering av växelspänningar med visardiagram U in 1 L U U U L Spole: L = 68 mh ( l = 80 ohm ) = 4,7 kohm Uin = 1,00 V f = 4 khz Eftersom spolen är lindad med koppartråd har den en viss resistans l. Denna resistans är i denna mätning så liten jämfört med spolens induktiva reaktans att den kan försummas. Vi kan alltså här betrakta spolen som ideal. Vid mätningarna är det lämpligast att använda voltmeter. Vid beräkningarna skall komplex metod användas. U L [V] U [V] U [V] Visardiagram i effektivvärdesskala för de fyra beräknade spänningarna U L, U, U och U in :
Uppgift 2: Högpassfilter med krets Här skall du studera hur utspänningen U ut och utspänningens faskonstant α beror av frekvensen. I simulatorn finns en funktion som heter A Frequency Analysis. Med hjälp denna funktion kan man få ett diagram som visar hur utspänningen U ut och utspänningens faskonstant α beror av frekvensen. Använd logaritmisk skala för utspänning och frekvens. Lägg in rutnätet i diagrammen så att avläsningen av värden blir lättare. Dessa diagram skall bifogas laborationsrapporten. Vid uppkoppling mäts spänningarna med voltmeter och faskonstanten med oscilloskop. Vid mätning av faskonstanten jämför man in och utsignal med hjälp av oscilloskopet och läser av hur många grader de är förskjutna i förhållande till varandra. Då är det lämpligt att använda funktionen USO på oscilloskopet ( se sid 127 i läroboken ). Glöm inte tecknet på faskonstanten. = 12 kohm U in = 1,00 V( faskonstant = 0 ) U in 100 Hz 1 khz 10 khz U ut [ V] α [grader] U ut [ V] α [grader] U ut [ V] α [grader] utlästa ur diagramet
Uppgift 3: Lågpassfilter med Lkrets Mät och simulera som i föregående uppgift. Bifoga diagrammen från simuleringen till laborationsrappoeten. Beräkning och simulering vid 100 khz kommer inte att stämma med verkligheten. Detta beror på skineffekten som inträder vid frekvenser över 50 khz. Skineffekten gör att resistansen ökar på grund av att strömmen vid dessa frekvenser endast går i ledarens ytterskikt. (Det diskuteras om denna effekt har någon betydelse för valet av högtalarkablar. Sök på nätet efter skineffekten så ser du hur diskussionen går.) L = 68 mh l = 80 ohm = 4,7 kohm Uin = 1,00 V( faskonstant = 0 ) Uin L l 1 khz 10 khz 100 khz U ut [ V] α [grader] U ut [ V] α [grader] U ut [ V] α [grader] utlästa ur diagramet
Uppgift 4: Bandpassfilter med Lkrets Här skall endast utspänningen redovisas. Simulera och mät som i föregående uppgifter. Diagrammen från simuleringen bifogas laborationsrapporten. L l L = 68 mh l = 80 ohm = 4,7 kohm Uin = 1,00 V Uin Beräknat värde esonansfrekvensen f 0 [Hz] Simulerat värde ( frekvens för maximal utspänning) Uppmätt värde ( frekvens för maximal utspänning) Beräknade Simulerade Uppmätta 100 Hz 500 Hz 1 khz 5 khz f 0 Hz 10 khz 50 khz 100 khz
Uppgift 5: Konstruktion och simulering av filter Högpassfilter och lågpassfilter kan åstadkommas på flera olika sätt. Använder man förutom en resistor endast en kondensator eller endast en spole är filtret av ordning ett. Andra ordningens filter innehåller två spolar eller två kondensatorer eller en spole och en kondensator. Konstruera följande filter (som inte får vara samma som i uppgift 2 och 3 ): högpassfilter av första ordningen lågpassfilter av första ordningen högpassfilter av andra ordningen lågpassfilter av andra ordningen edovisa med kopplingsscheman och diagram från simulering samt kommentarer.