S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

Transkriptio

1 S SÄHKÖTKNIIKKA Kimmo Silvonen Tentti: tehtävät 1,3,4,7,9 1. välikoe: tehtävät 1,2,3,4,5 2. välikoe: tehtävät 6,7,8,9,10 Oletko muistanut vastata palautekyselyyn? Voit täyttää lomakkeen nyt. 1. aske virta I. 1 =9V, 2 =3V, J =3A, 1 =2Ω, 2 =2Ωja 3 =4Ω J 1 I Kytkin suljetaan hetkellä t =0. Kuinka pitkän ajan kuluttua kytkimen sulkemisesta virta i on pudonnut puoleen maksimiarvostaan? =10V, =10µF, 1 =10kΩ, 2 =1kΩ, 3 =4 kω i 1 2 t = aske jännite U. =10 0 V, ω = 100 rad/s, 1 =5Ω, 2 =20Ω, =10mH, =1mF U 4. aske piirin resonanssitaajuus f 0. ieriökäämin pituus on l =50mm, halkaisija d =9mm ja sydämen suhteellinen permeabiliteetti µ r = 500. Käämin kierrosmäärä N =50. = 100 pf. antenni 5. aske yksivaiheisen sijaiskytkennän avulla vastusten ottama teho kuvan kolmivaihejärjestelmässä. = 230 V, =30Ω, ω =10Ω. + Käännä + S + T I I S I T

2 6. Kuvassa on osa erään diodin ominaiskäyrästä. aske diodiyhtälön perusteella lähdejännite, jos diodin jännite on U =0,702 V. =1kΩ, U T =25mV. 1.31m Diodin ominaiskayra n=? Is=? APA 7.50 Student version FO NON-OMMIA US ONY I/A 1.00m 690.0µ 380.0µ 70.00µ U/V U 7. Transistorin kantaa syötetään vakiovirralla J =50µA. Kuinka suuri käyttöjännitteen on oltava, ettei transistori kyllästy U 0,3 V? β = 100, B =1kΩ, = =1kΩ. J B 8. aske kuvan alipäästösuodattimen lähtöjännite U 2 kulmataajuuden ω funktiona. = 1 V, = 1 =10kΩ, 2 =9 1, =0,1 mf U 2 9. Syntyi kiistaa siitä, saako kolmas osapuoli lukea toiselle osapuolelle tarkoitettuja monitoriin kiinnitettyjä keltaisia muistilappuja "saa lukea" =1, "ei saa lukea" =0. Vastaajina olivat A = tietosuojavaltuutettu, B = viestintävirasto ent. telehallintokeskus, = Tomera-iisa ja D = Järvinen diplomi-insinööri. Koska laki ei ota tähän suoraan kantaa, tehdään päätös tilastollisesti: Q =1"saa lukea", jos kolme tai neljä vastaajaa on sillä kannalla. aadi totuustaulukko, joka ottaa huomioon kaikki 16 mahdollista vastausyhdistelmää, sekä kytkentäkaavio, joka toteuttaa totuustaulukon. 10. rään lämpötila-anturin jännite muuttuu 2,2 mv/k. Anturin jännite muutetaan digitaalimuotoon A/D-muuntimella. Tavoitteena on 0,01 asteen 0,01 K lukematarkkuus ja mittausalue Valitse muuntimen bittimäärä ja U FS. atkaisut ovat ilmoitustaululla. Tulokset tulevat sinne viimeistään Seuraava tentti tammikuussa. Hauskaa Joulua!

3 S SÄHKÖTKNIIKKA Kimmo Silvonen Tentti: tehtävät 1,3,4,7,9 1. välikoe: tehtävät 1,2,3,4,5 2. välikoe: tehtävät 6,7,8,9,10 Oletko muistanut vastata palautekyselyyn? Voit täyttää lomakkeen nyt. 1. aske virta I. 1 =9V, 2 =3V, J =3A, 1 =2Ω, 2 =2Ωja 3 =4Ω. + + J I J 1 I J I =0 1 I = J =1A 2 2. Kytkin suljetaan hetkellä t =0. Kuinka pitkän ajan kuluttua kytkimen sulkemisesta virta i on pudonnut puoleen maksimiarvostaan? =10V, =10µF, 1 =10kΩ, 2 =1kΩ, 3 =4 kω u i i 2 2 t =0 1 3 i 1 i MAX = i0 + = + =3mA 3 }{{} }{{ 3 } i 1 i 2MAX i = i }{{} 1 +i 2 = 1 2 i MAX i }{{} 2 =0,5 ma 4 1mA 3mA u = i 2 =7,5 V i }{{} 2 +u =0 u = B Ae t/τ 6 du dt τ = =50ms 7 B = u = B A = u0 = 0 A = B = 9 u = 101 e t/τ =7,5 e t/τ =0,25 10 t/τ =ln4 t =69,3 ms 11

4 3. aske jännite U. =10 0 V, ω = 100 rad/s, 1 =5Ω, 2 =20Ω, =10mH piti olla 100 mh, sorry!, =1mF. + 1 I 1 I 2 2 U 1 jω I 1 +jωi I 2 =0 I 1 =jωjω + 2 I I 1 + I jω I 1 = jωjω + 2 I 2 jω }{{} + 1 I 2 =0 14 I j10 j0,1j I 2 +5I 2 =0 }{{} 15 2j0,1 I 2 = j102j 0,1 = 10 U = 2 I 2 = ,5 + j ,86 24,18 =7,45 24,18 V aske piirin resonanssitaajuus f 0. ieriökäämin pituus on l =50mm, halkaisija d =9mm ja sydämen suhteellinen permeabiliteetti µ r = 500. Käämin kierrosmäärä N =50. = 100 pf. askuharjoitustehtävä: =2mH, f 0 = 356 khz. antenni 5. aske yksivaiheisen sijaiskytkennän avulla vastusten ottama teho kuvan kolmivaihejärjestelmässä. = 230 V, =30Ω, ω =10Ω. + I + I S S + I T T I = jω + = j10 = 23 3+j 3P =3 I =3 30 = 3+j + I = 4761 W

5 6. Kuvassa on osa erään diodin ominaiskäyrästä. aske diodiyhtälön perusteella lähdejännite, jos diodin jännite on U =0,702 V. =1kΩ, U T =25mV. 1.31m Diodin ominaiskayra n=? Is=? APA 7.50 Student version FO NON-OMMIA US ONY I/A 1.00m 690.0µ 380.0µ 70.00µ U/V I U I = I S e U nu T 1 0, ,55 = I S e n , ,60 = I S e n ,55 I S e n 40 0,60 I S e n ,38 1 ln 0,38 1 = e 40 0,55 n e 40 0,60 n = =e 40 0,550,60 n ,55 0,60 n = U + I = U + I S e U n =2,067 I S =9,066 na 24 nu T , , e 19,35 0,702 =7,90 V Transistorin kantaa syötetään vakiovirralla J =50µA. Kuinka suuri käyttöjännitteen on oltava, ettei transistori kyllästy U 0,3 V? β = 100, B =1kΩ, = =1kΩ. J 92 kω I I = βi B = βj 27 I B + I U I + =0 28 U MIN + I B + I }{{} + I = 10,35 V }{{} 29 βj βj

6 8. aske kuvan alipäästösuodattimen lähtöjännite U 2 kulmataajuuden ω funktiona. = 1 V, = 1 =10kΩ, 2 =9 1, =0,1mF. askuharjoitustehtävä: U 2 = jω U 2 9. Syntyi kiistaa siitä, saako kolmas osapuoli lukea toiselle osapuolelle tarkoitettuja monitoriin kiinnitettyjä keltaisia muistilappuja "saa lukea" =1, "ei saa lukea" =0. Vastaajina olivat A = tietosuojavaltuutettu, B = viestintävirasto ent. telehallintokeskus, = Tomera-iisa ja D = Järvinen diplomi-insinööri. Koska laki ei ota tähän suoraan kantaa, tehdään päätös tilastollisesti: Q =1"saa lukea", jos kolme tai neljä vastaajaa on sillä kannalla. aadi totuustaulukko, joka ottaa huomioon kaikki 16 mahdollista vastausyhdistelmää, sekä kytkentäkaavio, joka toteuttaa totuustaulukon. A B D Q D AB A 1 B 1 D D A B & & 1 Q Q = AB + D+DA + B rään lämpötila-anturin jännite muuttuu 2,2 mv/k. Anturin jännite muutetaan digitaalimuotoon A/D-muuntimella. Tavoitteena on 0,01 asteen 0,01 K lukematarkkuus ja mittausalue Valitse muuntimen bittimäärä ja U FS. 2 n > = n =15 0,01 31 U FS = K 2,2 mv/k = 440 mv 32