ELEC C4210 SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA Kimmo Silvonen

Transkriptio

1 2. välikoe Saat vastata vain neljään tehtävään!. aske jännite u 2 (t) ajan t 4 t kuluttua kytkimen sulkemisesta. 9 V S 50 Ω, 00 Ω, 50 Ω. t 0 {}}{{}}{ S t 0 u u 2 (t) 2. aske jännite U yhden millivoltin tarkkuudella. 0 V, kω, S na, nu T 50 mv. U 3. aske virta 2. U B 0,7 V, 5,5 V, 2 4 V, 00 kω, 2 kω, β β U B 4. aske lähtöjännite u OUT, jos tulojännite e ±3 V ja e 2 0,5 V. 0 kω, 2 5 kω, 3 22 kω. 2 + e e 2 3 u OUT 5. Jos lasket tämän tehtävän, jätä yksi tehtävistä 4 pois! Mikä on suurin sallittu jännite, jolla regulaattorin ytimen lämpötila T J pysyy alle 25 asteessa? Ympäristön lämpötila on T A 25? Jäähdytysripaa ei ole. 4 Ω, 2 2,8 Ω, θ JA 35 /W, T JMAX 25. θ JA 7805 P G TJ T A 0 5 V 2 Huom; Vastaa vain neljään tehtävään! atkaisut tulevat Mycoon heti. Tehtäväpaperia ei tarvitse palauttaa. Anna anonyymiä kurssipalautetta Oodissa! Autat kehittämään opetusta.

2 2. välikoe Saat vastata vain neljään tehtävään!. aske jännite u 2 (t) ajan t 4 t kuluttua kytkimen sulkemisesta. 9 V S 50 Ω, 00 Ω, 50 Ω. t 0 {}}{{}}{ S t 0 u u 2 (t) Johdolle lähtee jatkuva jänniteaalto hetkellä t 0: äpäisykerroin kuormassa: Heijastuskertoimet johdon päissä: u (0) τ 2 S ρ 2 + ρ S S + S + 6 V () 2 + Z S S + 3 destakaiset heijastukset; lähde syöttää tasajänniteaaltoa jatkuvalla syötöllä: u 2 (4 t) u 2 (3 t... 5 t) u (0)( + ρ 2 ρ )τ 2 4,44 V (5) 2. aske jännite U yhden millivoltin tarkkuudella. 0 V, kω, S na, nu T 50 mv. U (2) (3) (4) U/V 0 S e 20U /V 0,7 8,8 0,8, 0,8-0,85 0,802 0,75 0,80 0,93 0,8073 0,80 + D + U 0 (6) + S (e U nu T ) + U 0 (7) + S e 20U + U 0 (8) U S e 20U 0,802 V (0, ,802 V) (9)

3 3. aske virta 2. U B 0,7 V, 5,5 V, 2 4 V, 00 kω, 2 kω, β β B B2 U B + ( B + B2 ) + U B 0 (0) B B2 U B 24,0 µa 2 β B2 2,4 ma 2 () (U ,6 V > 0,3 V, OK) (2) 4. aske lähtöjännite u OUT, jos tulojännite e ±3 V ja e 2 0,5 V. 0 kω, 2 5 kω, 3 22 kω. 2 + e e 2 3 u OUT e e 2 0 e e 2 (3) e u OUT 0 (4) u OUT e 2 2 e 2 2 (e e 2 ) (5) e +3 : u OUT 3,25 V (6) e 3 : u OUT +5,75 V (7) Tässä e 2 voidaan tulkita esim. offset-jännitteeksi (operaatiovahvistimen epäideaalisuus). 5. Jos lasket tämän tehtävän, jätä yksi tehtävistä 4 pois! Mikä on suurin sallittu jännite, jolla regulaattorin ytimen lämpötila T J pysyy alle 25 asteessa? Ympäristön lämpötila on T A 25? Jäähdytysripaa ei ole. 4 Ω, 2 2,8 Ω, θ JA 35 /W, T JMAX 25. θ JA P G TJ T A G U G V G 2 P G T J T A θ JA U G G U G P G G (8) G A U G 5 2 G (20) U G G P G G G 3 V + 2 G 4 V (2) Tämä on yksinkertainen tapa tehdä vakiovirtalähde: G ei muutu, vaikka 2 muuttuisi. Huonona puolena on korkea jännitehäviö :n ja 2 :n välillä, esim. 3,3 voltin regulaattorilla yleensä käytännössä vähintään viiden voltin luokkaa ja 7805:llä jopa 8 V. Annettu θ JA 35 /W vastaa TO-3 -koteloisen regulaattorin lämpöresistanssia silloin, kun sitä ei ole kiinnitetty jäähdytysripaan. (9)

4 Tentti Saat vastata vain neljään tehtävään! Tentti: välikoetehtävät 2 ja 4 sekä lisäksi 6, 7, 8; valitse neljä edellä mainituista! 6. aske jännite U. 0 V, 2 4 V. 4 Ω, 2 2 Ω, 3 2 Ω, 4 Ω U 2 7. aske virta j V, 4 Ω, 2 2 Ω, 0,2 H, 50 mf, ω 0 rad s aske pätöteho P V, ω 2 rad/s, 2 Ω, 2 H, 0, F, 4 0 A, 8j A. S 2 P 2 Tentti Saat vastata vain neljään tehtävään! 6. aske jännite U. 0 V, 2 4 V. 4 Ω, 2 2 Ω, 3 2 Ω, 4 Ω U (22) U + 2 U U (23) U + 2 U + U (24) U V (25) Tässä piirissä ei ole vastusten sarjaan- tai rinnankytkentöjä. Virtaa (tai ainakaan sen lukuarvoa) ei yleensäkään voi laskea Ohmin lain avulla, koska et juuri koskaan tunne vastuksen jännitettä

5 vasta, kun tunnet virran, voit laskea jännitteen U. t voi myöskään käyttää jännitteenjakotai virranjakokaavaa, koska piirissä ei ole vastusten sarjaan- tai rinnankytkentöjä. Jos yrität laskea virran muodossa /, et ole oikeasti ollut mukana kurssilla. Huomaa, että ei edes ole Ohmin laki, vaan virheellinen väittämä. 7. aske virta j V, 4 Ω, 2 2 Ω, 0,2 H, 50 mf, ω 0 rad s. 2 2 { + jω jω+ 2 + ( jω + ) + 0 j ( ω + j ω ( ) j jω+2 ω j ω 8 6j (4 j 2) j2+2 4 j2 8 6j 3 j (26) ) jω (27) (28) 6 0 8,4 0 8,4 6 0 A (29) 8. aske pätöteho P V, ω 2 rad/s, 2 Ω, 2 H, 0, F, 4 0 A, 8j A. S P 2 S U 40 (4 0j) 60 VA (30) S 2 U 2 ( }{{ ) 40 (4 + 8j) 60 + j320 VA (3) } 48j P 2 e[s ] e[s 2 ] 2 60 W (32)