Institutionen för Fysik KURS-PM KURS: Elektronik 1: Ellära FYD101 LÄSÅR: 16/17 HT16 FÖR: Datorstödd Fysikalisk Mätteknik (samt fristående kurs) EXAMINATOR: Vitali Zhaunerchyk 031-786 9150 KURSANSVARIG: Vitali Zhaunerchyk 031-786 9150 vitali.zhaunerchyk@physics.gu.se FÖRKUNSKAPSKRAV För tillträde till kursen krävs grundläggande och särskild behörighet till högskolestudier. Grundläggande behörighet: minst betyget Godkänd i minst 2250 gymnasiepoäng samt minst betyget godkänt i kärnämneskurserna Svenska A och B, Engelska A och Matematik A. Särskild behörighet: Betyget Godkänd i Fysik B och Matematik D. MÅL Efter att ha genomgått kursen Elektronik 1: Ellära skall studenten ha: kunskap om grundläggande fysikaliska begrepp och metoder inom ellära förmåga att använda sig av fysikens vetenskapliga metoder och modeller för att formulera hypoteser samt genomföra och tolka mätningar, observationer och experiment kunskap om hur elektriska kretsar analyseras och solveras förmåga att göra beräkningar och simuleringar på både likströms- och växelströmskretsar tillräckliga experimentella kunskaper om instrument och komponenter för att kunna validera en elektrisk krets experimentellt INNEHÅLL Elektriska kretsar, komponenter och mätinstrument. Lik- och växelspänning, ström och strömkällor. Ohms och Kirchoffs lagar. Noder, slingor, maskar. Nätsolvering, tvåpoler och tvåpolssatsen, superposition, nodanalys och maskanalys. Kondensatorer och kapacitans. Induktorer, induktans, ömsesidig induktans och transformatorer.
Sid nr 2 av 5 Sinusformad ström och spänning, visarrepresentation, jω-metoden, reaktans, komplex impedans. Triangel- och deltakopplingar. Introduktion till operationsförstärkare, filter och överföringsfunktioner. ALLMÄN BESKRIVNING OCH ORGANISATION Kursen består av föreläsningar och laborationer. Alla laborationer hålls i ET-labbet. Prov anordnas i slutet av kursen i form av skriftlig tentamen. LABORATIONER Laborations-PM publiceras på kurshemsidan senast en vecka före labbtillfället. I labb- PM finns ett antal uppgifter som måste lösas innan du kommer till labblokalen. Dessa uppgifter är typiskt teoretiska beräkningar och/eller simuleringar. LITTERATUR Bergström L. och Nordlund L., Ellära, Krets- och fältteori, 3:dje upplagan, 2012 (Liber AB). EXAMINATION Kursens examination består av en skriftlig tentamen samt godkända laborationer. För betyget Godkänt krävs att man når upp till 50% av totala poängsumman på den skriftliga tentamen. För Väl Godkänt krävs 75%. ÖVRIGT I kursen använder vi simuleringsprogrammet Multisim. Detta kan laddas ner gratis från Mouser: http://se.mouser.com/multisimblue/ Bland schemaaktiviteterna finns ett antal inlämningsuppgifter uppräknade. Dessa är frivilliga och ingår inte examinationen, men om flera tentamenpoäng saknas för G/VG betyg, då redovisas inlämningsuppgifter. LÄRARE Föreläsare: Vitali Zhaunerchyk Labbhandledare: Vitali Zhaunerchyk
Sid nr 3 av 5 SCHEMATIDER Dag Tid Aktivitet Kapitel i boken Mån 29/8 18.00- Må 5/9 18.00- Må 12/9 18.00- Må 19/9 18.00- Föreläsning 1: Introduktion, definition av ström, spänning, resistans och konduktans. Kirchoffs lagar, Ohms lag, resistorkopplingar, D- och Y-kopplingar, ström- och spänningsdelning, mätinstrument och dess inverkan på mätvärdet, mätning av spänning, ström och resistans, mätnoggrannhet och sammansatt noggrannhet. Demonstrationsräkning: 1.4 1.6 1.14 1.24 1.28 2.1 2.8a Inlämningsuppgifter, (deadline 8/9): 1.7 1.8 1.13b 1.22 1.25 2.2 2.5 2.8c Material som utdelas: Kurs-PM. Föreläsning 2: Tvåpoler (aktiva och passiva), tvåpolssatsen, ström- vs spänningstvåpol. Oberoende och beroende generatorer. Linjär kretsteori: noder, maskar, slingor. Nätsolvering: Kirchoffs metod, nodanalys, och superposition. Demonstreras: Multisim Demonstrationsräkning: 3.2b 3.5b 4.2 4.4 4.7 5.3 5.10(superposition) Inlämningsuppgifter, (deadline 15/9): 3.4 3.5a 3.7 4.1 4.3 4.6 5.2 5.8 5.9 5.10 laboration 1 och 2. För VG måste laboration 1 avslutas. laboration 3 och 4 Föreläsning 3: Växelström: medelvärde, effektivvärde, signaler, sinusformade storheter, frekvens, periodtid, vinkelfrekvens, amplitud, fasvinkel, visardiagram. Demo: 6.4c 7.2 7.4 7.11 7.13 Inlämningsuppgifter, (deadline 29/9): 7.1 7.3 7.8 7.14 7.15 laboration 5. 1.1-1.6 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 3.1 3.2 3.3 4.1 4.4 5.1 5.2 6.1 6.2 AppA 7.1 7.2
Sid nr 4 av 5 Må 19/9 - Må 26/9 18.00- För VG måste laboration 2 avslutas Föreläsning 4: Passiva tvåpoler (resistorer, kondensatorer, spolar). Serie- och parallellkopplingar, upp- och urladdningskurvor, transformator. Komplexa tal och Eulers formler för sinus och cosinus. Demo: 8.7 8.13 Inlämningsuppgifter, (deadline 6/10): 8.4 8.10 8.14 Material som utdelas: Labb-PM till laboration 6 och 7. 8.1 8.3 Mån 26/9 20-22 För VG måste laboration 3 avslutas To 29/9 18.00- Må 3/10 18.00- Må 3/10 - Må 10/10 18.00- För VG måste laboration 4 och 5 avslutas Föreläsning 5: Komplexa metoden, komplex kretsanalys, resonans, amplitud- och fasfunktion, system, Bodediagram Demo: 9.9 9.13 Inlämningsuppgifter, (deadline 13/10): 9.12 9.14 9.15 Material som utdelas: Labb-PM till laboration 8. För VG måste laboration 6 avslutas. För VG måste laboration 7 avslutas. 9.1 9.2 Må 17/10 18.00-19.00 Må 17/10 19.00- Föreläsning 6: OP-förstärkaren. Sid 130-132 För VG måste laboration 8 avslutas. Tentamen: Datum meddelas senare LABORATIONER 1. Grundläggande instrumenthantering 2. Likströmsnät
Sid nr 5 av 5 3. Grundläggande instrumenthantering, del 2 4. Växelströmskretsar 5. Mer växelström och instrument 6. Likriktning 7. Filter 8. OP-förstärkare REKOMMENDERADE ÖVNINGSUPPGIFTER I KURSBOKEN Kapitel 1: 1.4-1.6, 1.7abc, 1.8, 1.13, 1.14, 1.19, 1.21, 1.22, 1.24, 1.25 Kapitel 2: 2.1-2.6, 2.8, 2.10 Kapitel 3: 3.1-3.9 Kapitel 4: 4.1-4.9, 4.12, 4.20 Kapitel 5: 5.2, 5.3, 5.8-5.13, 5.19 (ej brytningssatsen) Kapitel 6: 6.1-6.4 Kapitel 7: 7.1-7.8, 7.10-7.16 Kapitel 8: 8.1-8.15 Kapitel 9: 9.2-9.7, 9.9, 9.10, 9.12-9.16, 9.19, 9.24, 9.26, 9.31 Lycka till. Vitali Zhaunerchyk