Andra ordningens kretsar

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

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

Envariabelanalys 5B Matlablaboration

Föreläsning 3/12. Transienter. Hambley avsnitt

Föreläsning 29/11. Transienter. Hambley avsnitt

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

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

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

AC-kretsar. Växelströmsteori. Lund University / Faculty / Department / Unit / Document / Date

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

IE1206 Inbyggd Elektronik

Tentamen ssy080 Transformer, Signaler och System, D3

4. Elektromagnetisk svängningskrets

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

TENTAMEN HF1006 och HF1008

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

Tentamen Elektronik för F (ETE022)

Sammanfattning. ETIA01 Elektronik för D

TENTAMEN HF1006 och HF1008

10. Kretsar med långsamt varierande ström

Samtidig visning av alla storheter på 3-fas elnät

1 Grundläggande Ellära

Vecka 4 INDUKTION OCH INDUKTANS (HRW 30-31) EM-OSCILLATIONER OCH VÄXELSTRÖMSKRETSAR

Svängningar. Innehåll. Inledning. Litteraturhänvisning. Förberedelseuppgifter. Svängningar

3.4 RLC kretsen Impedans, Z

TENTAMEN HF1006 och HF1008

Elektronik 2017 EITA35

Teori för linjära ordinära differentialkvationer med konstanta koefficienter

b) (2p) Bestäm alla lösningar med avseende på z till ekvationen Uppgift 3. ( 4 poäng) a ) (2p) Lös följande differentialekvation ( y 4) y

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

OP-förstärkare. Idealiska OP-förstärkare

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

Kompletterande material till föreläsning 5 TSDT08 Signaler och System I. Erik G. Larsson LiU/ISY/Kommunikationssystem

TENTAMEN TEN2 i HF1006 och HF1008

IE1206 Inbyggd Elektronik

Program: DATA, ELEKTRO

TENTAMEN TEN2 i HF1006 och HF1008

Tentamen i Elektronik för F, 13 januari 2006

Tentamen i Elektronik för E, ESS010, 12 april 2010

Laboration 4: Tidsplan, frekvensplan och impedanser. Lunds universitet / Fakultet / Institution / Enhet / Dokument / Datum

Elektriska och elektroniska fordonskomponenter. Föreläsning 4 & 5

Tentamen ssy080 Transformer, Signaler och System, D3

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

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

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

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

Matematik 5 svar. Kapitel Test Blandade uppgifter Kapitel a) dy

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings universitet G33(1) TER4(63)

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

ETE115 Ellära och elektronik, tentamen april 2006

TENTAMEN HF1006 och HF1008

IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2. tentamen

Elektroakustik Något lite om analogier

i(t) C i(t) = dq(t) dt = C dy(t) dt y(t) + (4)

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

fördjupning inom induktion och elektromagnetism

DEL-LINJÄRA DIAGRAM I

IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2 KK4 LAB4. tentamen

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

Frekvensplanet och Bode-diagram. Frekvensanalys

Tentamen i Elektronik för E, 8 januari 2010

Tentamen ETE115 Ellära och elektronik för F och N,

TENTAMEN HF1006 och HF1008 TEN2 10 dec 2012

10. Kretsar med långsamt varierande ström

10. Kretsar med långsamt varierande ström

TENTAMEN HF1006 och HF1008

Sammanfattning av kursen ETIA01 Elektronik för D, Del 1 (föreläsning 1-6)

IDE-sektionen. Laboration 5 Växelströmsmätningar

Förstärkning Large Signal Voltage Gain A VOL här uttryckt som 8.0 V/μV. Lägg märke till att förstärkningen är beroende av belastningsresistans.

Sven-Bertil Kronkvist. Elteknik. Komplexa metoden j -metoden. Revma utbildning


Passiva filter. Laboration i Elektronik E151. Tillämpad fysik och elektronik UMEÅ UNIVERSITET Ulf Holmgren. Ej godkänd. Godkänd

Reglerteknik. Kurskod: IE1304. Datum: 12/ Tid: Examinator: Leif Lindbäck ( )

Svar till Hambley edition 6

Blinkande LED med 555:an, två typkopplingar.

IE1206 Inbyggd Elektronik

Elektronik 2018 EITA35

y(0) = e + C e 1 = 1

Sammanfattning av ordinära differentialekvationer

9. Magnetisk energi Magnetisk energi för en isolerad krets

9. Magnetisk energi [RMC 12] Elektrodynamik, vt 2013, Kai Nordlund 9.1

ETE115 Ellära och elektronik, tentamen oktober 2006

10. Kretsar med långsamt varierande ström

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

KOMIHÅG 18: Ekvation för fri dämpad svängning: x + 2"# n. x j,

2.7 Virvelströmmar. Om ledaren är i rörelse kommer den att bromsas in, eftersom det inducerade magnetfältet och det yttre fältet är motsatt riktade.

Umeå universitet Tillämpad fysik och elektronik Ville Jalkanen mfl Laboration Tema OP. Analog elektronik för Elkraft 7.

INLÄMNINGSUPPGIFT 1 MATEMATIK 2, HF1000 ( DIFFERENTIAL EKVATIONER)

TENTAMEN HF1006 och HF1008

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

13. Plana vågors reflektion och brytning

IE1206 Inbyggd Elektronik

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

Föreläsning 17: Jämviktsläge för flexibla system

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

Uppgifter 9 och 10 är för de som studerar byggteknik

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

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

Laboration - Va xelstro mskretsar

9. Magnetisk energi Magnetisk energi för en isolerad krets

Transkript:

Andra ordningens kretsar Svängningskretsar

LCR-seriekrets U L (t) U s U c (t) U R (t) L di(t) dt + Ri(t) + 1 C R t0 i(t)dt + u c (0) = U s

LCR-seriekrets För att undvika integralen i ekvationen, så deriverar vi båda sidorna: d 2 i(t) dt 2 + R L di(t) dt + LC 1 i(t) = L 1 du s dt Resultatet blir en andra ordningens differential-ekvation. Från fysiken så vet vi att ett svängande system har en ekvation enligt: d 2 x(t) dt 2 + 2 dx(t) dt +! 2 0x(t) = f(t)

LCR-seriekrets Jämför man de två ekvationerna får man fram koefficienterna Systemets odämpade egenfrekvens! 0 = 1 p LC Dämpningskonstanten = R L Drivande signalen i systemet f(t) = 1 L du s dt

LCR-seriekrets Homogen lösning av diff-ekvationen ger den karakteristiska ekvationen: s 2 + R L s + 1 LC = 0! 0 Man beräknar också förhållandet mellan och : ³ =! 0 = R 2 qc L

LCR-seriekrets Det finns tre lösningar på det homogena systemet: Överdämpat system (³ 1) i h (t) = K 1 e s1t + K 2 e s 2t Kritiskt dämpat system Svagt dämpat system (³ = 1) i h (t) = (K 1 + K 2 t)e s 1t (³ 1) Komplexa rötter s 1 = + j! 0 ; s 2 = j! 0 i h (t) = K 1 e t cos(! 0 t) + K 2 e t sin(! 0 t)

LCR-seriekrets System-svar: En viktig metod för att få fram hur systemet uppför sig är Steg-svaret. Man lägger på en steg-funktion på ingången till kretsen I fallet med LCR-seriekretsen så lägger vi på en stegspänning, dvs. att spänningen går från noll volt till U s volt vid en viss tidpunkt.

LCR-seriekrets Stegsvar för LCR-seriekrets Snabb stigtid är önskvärd ³ > 1 : C > 4L R 2 ³ = 1 : C = 4L R 2 ³ < 1 : C < 4L R 2

LCR-seriekrets Uppförandet i ett LCR-nätverk bestäms av dämpningskonstantsomen anger hur snabbt den lagrade energin försvinner som värme i motståndet R Självsvängningarna är möjliga pga det finns två energilagrande komponenter i kretsen

LCR-seriekrets Olika dämpningskonstanter

LCR-seriekrets Både överstyrning och självsvänging kan vara skadligt för en krets, och kan orsaka att en signal feltolkas. Så man får kompromissa mellan snabb stigtid och säker funktion

LCR-parallellkrets KCL: Skriv ner nod-ekvationen i L (t) i R (t) i C (t) I s C du(t) dt + 1 R u(t) + 1 L R t0 u(t)dt + i L (0) = i s (t)

LCR-parallellkrets För att undvika integralen i ekvationen, så deriverar vi båda sidorna: d 2 u(t) dt 2 + RC 1 du(t) dt + LC 1 u(t) = C 1 di s dt Resultatet blir en andra ordningens differential-ekvation. Egenfrekvensen är densamma som för seriekretsen:! 0 = 1 p LC Dämpningskonstant: = 1 2RC Drivande signal: f(t) = 1 C di s Dämpningsförhållandet: dt q ³ =! 0 = 1 2R L C

LCR-parallellkrets Stegsvar för LCR-seriekrets Snabb stigtid är önskvärd ³ > 1 : C > L 4R 2 ³ = 1 : C = L 4R 2 ³ < 1 : C < L 4R 2

LC-Oscillatorer Genom att LCR-parallell krets vid överstyrning endast släpper igenom växelströmmar med frekvensen! 0 Detta kan man använda för att generera sinusvågor av en viss frekvens bestämd av f = 1 2¼ q 1 LC

LC-oscillator Ett exempel på en oscillator som genererar sinussignaler är en Hartley-oscillator:

Lab 3: Integrerande RC-nät Eftersom spänningen över kondensatorn är integralen av strömmen, så kommer inga snabba förändringar av strömmen att påverka utsignalen. Endast långsamma förändringar slipper igenom integratorn.

Lab 3: Integrerande RL-nät Då spolens ström är integralen av spänningen över spolen, så kommer endast långsamma förändringar i strömmen att passera spolen.

Integrerande RC- och RL-nät Om endast långsamma förändringar i signalen går igenom nätet, så betyder det att för periodiska signaler passerar endast signaler med låg frekvens. Detta kallas då för ett lågpass-filter.

Lab 3: Deriverande RC-nät Enligt KVL så är v(t) + u c (t) + u R (t) = 0. Eftersom spånningen över kondensatorn endast kan ändras långsamt så kommer alla snabba förändringar att hamna över motståndet R, dvs på utgången. Kretsen kallas deriverande pga, i(t) = dv c(t) dt

Lab 3: Deriverande RL-nät Strömmen som flyter genom spolen kan inte ändras snabbt eftersom spolen måste bygga upp ett magnetfält. Så för ett kort tid vid förändringar fungerar spolen som ett avbrott vilket betyder att snabba förändringar i signalen kommer att ligga som utsignal.

Lab 3: Deriverande RC- och RL-nät Då deriverande nät släpper igenom snabbt varierande signaler, men inte långsamma så betyder det att vid periodiska signaler går endast signaler med hög frekvens igenom. Så deriverande kretsnät är så kallade högpassfilter.