Föreläsning 29/11. Transienter. Hambley avsnitt

Relevanta dokument
Föreläsning 3/12. Transienter. Hambley avsnitt

Föreläsning 4, Ht 2. Aktiva filter 1. Hambley avsnitt 14.10, 4.1

2. DC (direct current, likström): Kretsar med tidskonstanta spänningar och strömmar.

Tentamen i Elektronik för E, ESS010, 12 april 2010

Tentamen i Elektronik för E, 8 januari 2010

Växelström i frekvensdomän [5.2]

Elektronik 2017 EITA35

Växelström i frekvensdomän [5.2]

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 1 den 18 oktober, 2010, kl

isolerande skikt positiv laddning Q=CV negativ laddning -Q V V

Tentamen i Elektronik för E (del 2), ESS010, 11 januari 2013

Andra ordningens kretsar

Hambley avsnitt

10. Kretsar med långsamt varierande ström

Hambley avsnitt

Tentamen i Elektronik, ESS010, del1 4,5hp den 19 oktober 2007 klockan 8:00 13:00 För de som är inskrivna hösten 2007, E07

Spänningsfallet över ett motstånd med resistansen R är lika med R i(t)

Tentamen i Elektronik för E (del 2), ESS010, 5 april 2013

Tentamen ETE115 Ellära och elektronik för F och N,

Tentamen i Elektronik för F, 13 januari 2006

1 Grundläggande Ellära

Elektro och Informationsteknik LTH. Laboration 3 RC- och RL-nät i tidsplanet. Elektronik för D ETIA01

Komplexa tal. j 2 = 1

IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2 KK4 LAB4. tentamen

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 17 dec 2007 klockan 8:00 13:00 för inskrivna på elektroteknik Ht 2007.

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 16 dec 2008 klockan 8:00 13:00.

Sammanfattning av kursen ETIA01 Elektronik för D, Del 1 (föreläsning 1-10)

Komplexa tal. j 2 = 1

Ellära och Elektronik Moment AC-nät Föreläsning 4

Lab nr Elinstallation, begränsad behörighet ET1013 Likströmskretsar

10. Kretsar med långsamt varierande ström

10. Kretsar med långsamt varierande ström

10. Kretsar med långsamt varierande ström

Svar och Lösningar. 1 Grundläggande Ellära. 1.1 Elektriska begrepp. 1.2 Kretslagar Svar: e) Slinga. f) Maska

Elektronik grundkurs Laboration 1 Mätteknik

Ellära och Elektronik Moment AC-nät Föreläsning 5

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 1 den 21 oktober 2008 klockan 8:00 13:00

VÄXELSTRÖM SPÄNNINGSDELNING

Lösningsförslag Inlämningsuppgift 3 Kapacitans, ström, resistans

ETE115 Ellära och elektronik, tentamen oktober 2006

Ellära och Elektronik Moment Filter och OP Föreläsning 8

IE1206 Inbyggd Elektronik

Laborationsrapport Elektroteknik grundkurs ET1002 Mätteknik

Introduktion till modifierad nodanalys

IE1206 Inbyggd Elektronik

Alltså är {e 3t, e t } en bas för lösningsrummet, och den allmänna lösningen kan därmed skrivas

Elektriska och elektroniska fordonskomponenter. Föreläsning 4 & 5

TENTAMEN HF1006 och HF1008

FK Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (2:a omtentan), fredag 30 augusti 2013, kl 9:00-14:00

VÄXELSTRÖM SPÄNNINGSDELNING

Tentamen Elektronik för F (ETE022)

Extra kursmaterial om. Elektriska Kretsar. Lasse Alfredsson. Linköpings universitet November 2015

MATEMATIK OCH MAT. STATISTIK 6H3000, 6L3000, 6H3011 TEN

Bestäm uttrycken för följande spänningar/strömmar i kretsen, i termer av ( ) in a) Utspänningen vut b) Den totala strömmen i ( ) c) Strömmen () 2

3.4 RLC kretsen Impedans, Z

TENTAMEN HF1006 och HF1008

RC-kretsar, transienta förlopp

Tentamen i Elektronik, ESS010, den 15 december 2005 klockan 8:00 13:00

Lektion 1: Automation. 5MT001: Lektion 1 p. 1

Spolen och Kondensatorn motverkar förändringar

Komplettering: 9 poäng på tentamen ger rätt till komplettering (betyg Fx).

Uppgifter 9 och 10 är för de som studerar byggteknik

IDE-sektionen. Laboration 5 Växelströmsmätningar

Elektronik 2018 EITA35

Lektion 2: Automation. 5MT042: Automation - Lektion 2 p. 1

Kap 3 - Tidskontinuerliga LTI-system. Användning av Laplacetransformen för att beskriva LTI-system: Samband poler - respons i tidsplanet

Tentamen på elläradelen i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

Kretsteori Exempelsamling 2007

Komplettering: 9 poäng på tentamen ger rätt till komplettering (betyg Fx).

ETE115 Ellära och elektronik, tentamen april 2006

Tentamen i Elektronik, ESS010, och Elektronik för D, ETI190 den 10 jan 2006 klockan 14:00 19:00

Tentamen i Elektronik för F, 2 juni 2005

TENTAMEN HF1006 och HF1008

Övningsuppgifter i Elektronik

TENTAMEN HF1006 och HF1008

TENTAMEN HF1006 och HF1008

TENTAMEN TEN2 i HF1006 och HF1008

090423/TM IDE-sektionen. Laboration 3 Simulering och mätning på elektriska kretsar

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Tentamen på elläradelen i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

Elektroakustik Något lite om analogier

Sammanfattning av likströmsläran

INLÄMNINGSUPPGIFT 1 MATEMATIK 2, HF1000 ( DIFFERENTIAL EKVATIONER)

Tentamen ssy080 Transformer, Signaler och System, D3

Tentamen i Elektronik grundkurs ETA007 för E

Komplettering: 9 poäng på tentamen ger rätt till komplettering (betyg Fx).

Genom att kombinera ekvationer (1) och (3) fås ett samband mellan strömmens och spänningens amplitud (eller effektivvärden) C, (4)

IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2. tentamen

Svängningar. Innehåll. Inledning. Litteraturhänvisning. Förberedelseuppgifter. Svängningar

Elektriska komponenter och kretsar. Emma Björk

TENTAMEN HF1006 och HF1008

ETE115 Ellära och elektronik, vt 2015 Laboration 1


Föreläsnng Sal alfa

Laborationsrapport. Kurs Elinstallation, begränsad behörighet. Lab nr 2. Laborationens namn Växelströmskretsar. Kommentarer. Utförd den.

Qucs: Laboration kondensator

Att fjärrstyra fysiska experiment över nätet.

IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2. tentamen

TENTAMEN HF1006 och HF1008

Transkript:

1 Föreläsning 9/11 Hambley avsnitt 4.1 4.4 Transienter Transienter inom elektroniken är signaler som har kort varaktighet. Transienterna avtar ofta exponentiellt med tiden. I detta avsnitt studerar vi de transienter som uppstår då en kondensator eller spole dels kopplas in och dels kopplas ur en krets. Tidskonstanterna för uppladdning och urladdning av kondensatorer har betydelse för hur snabba förlopp vissa kretsar kan behandla. Transienter kan ibland ge upphov till oönskade störningar i kretsar. Spolen L = L d = 1 L vt ) i) Upplagrad energi: w = 1 Li Kondensatorn = d = 1 it ) v) Upplagrad energi: w = 1 v Lkretsen Vi antar här en krets där en spole vid tiden t = har en ström I. Den har alltså en upplagrad energi 1 LI. För t > är spolen kopplad till en en resistans. Då strömmen går genom resistansen avges energi till resistorn. Det gör att strömmen

genom spolen avtar med tiden. För att få fram tidsförloppet för strömmen är det enklast att ställa upp och lösa den differentialekvation som strömmen satisfierar. L I t eferensriktningen på strömmen är satt så att vid spolen går strömmen in vid och ut vid. Därmed gäller = L d. Ohms lag säger att v =, eftersom strömmen vid resistansen går in vid och ut vid. Det ger följande differentialekvation för strömmen och tillhörande begynnelsevillkor: L di i = i) = I Metoden med integrerande faktor ger: = I e t/ där = L/. Notera att spänningen = I e t/ kan bli mycket stor om är stor. Exempel: kretsen Vi antar här en krets där en kondensator vid tiden t = har spänningen. Den har alltså en upplagrad energi 1. För t > är kondensatorn kopplad till en resistans. Då strömmen går genom resistansen avges energi till resistorn. Det gör att kondensatorns spänningen avtar med tiden. För att få fram tidsförloppet för spänningen är det enklast att ställa upp och lösa den differentialekvation som spänningen satisfierar. eferensriktningen på strömmen är satt så att vid kondensatorn går strömmen in vid och ut vid. Därmed gäller = d. Ohms lag säger att v =, eftersom strömmen vid resistansen går in vid och ut vid. Det ger följande differentialekvation och tillhörande begynnelsevillkor: dv v = v) = Metoden med integrerande faktor ger: = e t/ där =

3 t Tidskonstanten För en exponentiellt dämpad signal = v)e t/ är =tidskonstanten. Det betyder att v) = e 1 v).37v). I en L krets är tidskonstanten = L/ och för en krets är den =. Vi noterar att 1/ är líka med brytvinkelfrekvensen för L och näten vi tidigare använt som lågpass och högpassfilter. Exempel: Inkoppling av spänningskälla t = v t) s v t) r v t) c En spänningskälla v s t) kopplas vid t = in mot en krets där v c ) =. Bestäm spänningen över kondensatorn som funktion av tiden. KVL ger v s t) = v c t). Eftersom = v ct) fås den ordinära differentialekvationen v c t) 1 v ct) = 1 v st) där =. Metoden med integrerande faktor ger lösningen för t > v c t) = e t/ v c ) 1 ) v s t )e t / Om kondensatorn är oladdad för t gäller v c ) = och därmed v c t) = 1 v s t )e t t)/ Ht)

4 där Ht) är enhetssteget Ht) = { t < 1 t > Integralen går att lösa explicit för några av de vanligaste typerna av källor. Steg v s t) = v Ht) ger v c t) = v 1 e t/ ) Ht), se figur 1. Fyrkantpuls v s t) = v Ht) Ht t )) ger, se figur, t v c t) = v ) 1 e t/ < t t v ) 1 e t / e t t)/ t > t v r t) v c t) 1ms ms Figur 1: v c t) ochv r t), v s t) = Ht), = 1ms v c t) v r t) Figur : v c t) 1ms ms ochv r t), v s t) = Ht) Ht t )), = t =1ms

5 Tidsharmonisk källa v s t) = sin ωt ger, v c t) = e t/ sinarctanω)) sinωt arctanω)) ) Ht) 1 ω) = ωe t/ 1 ω) Ht) sinωt arctanω)) Ht) 1 ω) = ωe t/ 1 ω) Ht) sinωt) ω cosωt)) Ht) 1 ω) ).1) Från lösningen ser vi att lösningen är en summa av en transient, d.v.s. en del som dör ut efter en tid och en stationär del. Den stationära delen är den som finns kvar efter lång tid. Matematiskt sett är transienten den homogena lösningen och den stationära delen partikulärlösningen. I läsperiod Ht 1 användes jωmetoden för att få fram den stationära lösningen och det är enkelt att se att den överensstämmer med lösningen ovan. I frekvensplanet ger spänningsdelning V c = 1 jω = 1 ω) e jarctanω) I tidsplanet är då amplituden 1 ω) och fasen arctanω), mätt relativt sinωt). Den stationära spänningen är då v cstat t) = sinωt arctanω)) 1 ω) Man kan konstatera att även i detta enkla fall är jωmetoden en bra metod för att snabbt få fram den stationära lösningen. Tips Gå till Wolfram Alpha http://www.wolframalpha.com/) på nätet. Där kan ni få lösningen till matematiska problem, och även andra problem. Skriv in solve dv/v/tau=sinwt)/tau*ht), v)= så får ni lösningen.1). Wolfram Alpha är ganska okänslig för hur man skriver sina uttryck. Även t.ex. solve v v/tau=sinwt Ht)/tau, v)= fungerar bra. Vill man ha en graf kan man sätta in värden på tau och w. Skriver man t.ex. v v/.=sin1t) Ht)/., v)=, from t= to 1 fås lösningen och dess graf för <t<1.