SATE1140 Piirianalyysi, osa 1 kevät /9 Laskuharjoitus 4: Kerrostamis- ja silmukkamenetelmä

Samankaltaiset tiedostot
SATE.1040 Piirianalyysi IB syksy /8 Laskuharjoitus 1: Ohjatut lähteet

SATE1040 Piirianalyysi IB kevät /6 Laskuharjoitus 5: Symmetrinen 3-vaihejärjestelmä

Luento 4 / 12. SMG-1100 Piirianalyysi I Risto Mikkonen

Omnia AMMATTIOPISTO Pynnönen

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I

DEE Sähkötekniikan perusteet

( ) ( ) ( ) ( ) SMG-1100 Piirianalyysi I, kesäkurssi, harjoitus 1(3) Tehtävien ratkaisuehdotukset

DEE Sähkötekniikan perusteet

2.2 Energia W saadaan, kun tehoa p(t) integroidaan ajan t suhteen. Täten akun kokonaisenergia W tot saadaan lausekkeesta ( )

S Piirianalyysi 1 2. välikoe

Luento 6. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

SMG-1100 Piirianalyysi I, kesäkurssi, harjoitus 2(3) Tehtävien ratkaisuehdotukset

Silmukkavirta- ja solmupistemenetelmä. 1 DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

Théveninin teoreema. Vesa Linja-aho (versio 1.0) R 1 + R 2

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET. Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit

2. Vastuksen läpi kulkee 50A:n virta, kun siihen vaikuttaa 170V:n jännite. Kuinka suuri resistanssi vastuksessa on?

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA. Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit

ELEC-C3230 Elektroniikka 1. Luento 1: Piirianalyysin kertaus (Lineaariset vahvistinmallit)

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA Aalto-yliopisto, sähkötekniikan korkeakoulu

Aktiiviset piirikomponentit. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA

SATE2010 Dynaaminen kenttäteoria syksy /8 Laskuharjoitus 7 / Smithin-kartan käyttö siirtojohtojen sovituksessa

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I

Katso Opetus.tv:n video: Kirchhoffin 1. laki

Erään piirikomponentin napajännite on nolla, eikä sen läpi kulje virtaa ajanhetkellä 0 jännitteen ja virran arvot ovat. 500t.

Sähkövirran määrittelylausekkeesta

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

SÄHKÖ KÄSITTEENÄ. Yleisnimitys suurelle joukolle ilmiöitä ja käsitteitä:

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA Aalto-yliopisto, sähkötekniikan korkeakoulu

Luento 2. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

Kaksi yleismittaria, tehomittari, mittausalusta 5, muistiinpanot ja oppikirjat. P = U x I

SATE1040 PIIRIANALYYSI I / MAARIT VESAPUISTO: APLAC -HARJOITUSTYÖ / KEVÄT RYHMÄ 4: Luoma, Tervo

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

SATE2010 Dynaaminen kenttäteoria syksy /6 Laskuharjoitus 6 / Siirtojohdot ja transientit häviöttömissä siirtojohdoissa

Kirchhoffin jännitelain perusteella. U ac = U ab +U bc U ac = U ad +U dc. U ac = R 1 I 12 +R 2 I 12 U ac = R 3 I 34 +R 4 I 34, ja I 34 = U ac

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki.

LUENTO 9, SÄHKÖTURVALLISUUS - HARJOITUKSET

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

Kolmivaihejärjestelmän perusteet. Pekka Rantala

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

SÄHKÖTEKNIIKKA. NBIELS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2015

Elektroniikka. Tampereen musiikkiakatemia Elektroniikka Klas Granqvist

Luento 2. 1 DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

1. Tasavirtapiirit ja Kirchhoffin lait

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi

TA00AB71 Tasasähköpiirit (3 op) Syksy 2011 / Luokka AS11

R = Ω. Jännite R:n yli suhteessa sisäänmenojännitteeseen on tällöin jännitteenjako = 1

DEE Sähkötekniikan perusteet

C 2. + U in C 1. (3 pistettä) ja jännite U C (t), kun kytkin suljetaan ajanhetkellä t = 0 (4 pistettä). Komponenttiarvot ovat

SATE1050 PIIRIANALYYSI II / MAARIT VESAPUISTO: APLAC, MATLAB JA SIMULINK -HARJOITUSTYÖ / SYKSY 2015

SÄHKÖENERGIATEKNIIIKKA. Harjoitus - luento 6. Tehtävä 1.

14.1 Tasavirtapiirit ja Kirchhoffin lait R 1. I 1 I 3 liitos + - R 2. silmukka. Kuva 14.1: Liitoksen, haaran ja silmukan määrittely virtapiirissä.

Tehtävä 1. a) sähkövirta = varausta per sekunti, I = dq dt = 1, A = 1, C s protonin varaus on 1, C

SÄHKÖSTATIIKKA JA MAGNETISMI. NTIETS12 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2013

Jännitteenjaolla, sekä sarjaan- ja rinnankytkennällä saadaan laskettua:

1. Tasavirta. Virtapiirin komponenttien piirrosmerkit. Virtapiiriä havainnollistetaan kytkentäkaaviolla

Coulombin laki. Sähkökentän E voimakkuus E = F q

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

ELEC C4210 SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA Kimmo Silvonen

Taitaja2005/Elektroniikka. 1) Resistanssien sarjakytkentä kuormittaa a) enemmän b) vähemmän c) yhtä paljon sähkölähdettä kuin niiden rinnankytkentä

Yhtälöryhmä matriisimuodossa. MS-A0007 Matriisilaskenta. Tarkastellaan esimerkkinä lineaarista yhtälöparia. 2x1 x 2 = 1 x 1 + x 2 = 5.

Harjoitustehtäviä kokeeseen: Sähköoppi ja magnetismi

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I

ELEC C4210 SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

Jännite, virran voimakkuus ja teho

SÄHKÖTEKNIIKKA. NTUTAS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri kevät 2015

Kannattaa opetella parametrimuuttujan käyttö muidenkin suureiden vaihtelemiseen.

Ledien kytkeminen halpis virtalähteeseen

Lineaarialgebra MATH.1040 / Piirianalyysiä

TAMK, VALINTAKOE (12) 6 (6 p.) 7 (6 p.) - Kokeessa saa olla mukana laskin ja normaalit kirjoitusvälineet.

ELEC-E8419 syksy 2016 Jännitteensäätö

Kondensaattori ja vastus piirissä (RC-piiri)

1. a) Piiri sisältää vain resistiivisiä komponentteja, joten jännitteenjaon tulos on riippumaton taajuudesta.

l s, c p T = l v = l l s c p. Z L + Z 0

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA

FORD ST _ST_Range_V2_ MY.indd FC1-FC3 27/06/ :24:01

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

20 kv Keskijänniteavojohdon kapasiteetti määräytyy pitkien etäisyyksien takia tavallisimmin jännitteenaleneman mukaan:

521302A PIIRITEORIA 1 Laskuharjoitukset - syksy 2015

2 Jannitelähde 24 V 28 V 7,5 A

1 Kohina. 2 Kohinalähteet. 2.1 Raekohina. 2.2 Terminen kohina

TASA- JA VAIHTOVIRTAPIIRIEN LABORAATIOTYÖ 5 SUODATINPIIRIT

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

S PIIRIANALYYSI 1

VASTUSMITTAUKSIA. 1 Työn tavoitteet

1. Mitä tarkoittaa resistanssi? Miten resistanssi lasketaan ja mikä on sen yksikkö?

SATE1140 Piirianalyysi, osa 1 kevät /7 Laskuharjoitus 9: Teheveninin ja Nortonin menetelmät

Lasketaan siirretty teho. Asetetaan loppupään vaihejännitteelle kulmaksi nolla astetta. Virran aiheuttama jännitehäviö johdolla on

2. DC-SWEEP, AC-SWEEP JA PSPICE A/D

YLEISMITTAREIDEN KÄYTTÄMINEN

521302A PIIRITEORIA 1. Laskuharjoitukset - syksy 2013

TN T 3 / / SÄH Ä KÖAS A IOI O TA T Vi taniemen koulu

Luku Ohmin laki

Aiheena tänään. Virtasilmukka magneettikentässä Sähkömagneettinen induktio. Vaihtovirtageneraattorin toimintaperiaate Itseinduktio

Pynnönen Opiskelija: Tarkastaja: Arvio:

L-sarjan mittamuuntimet

Transkriptio:

ST1140 Piirianalyysi, osa 1 kevät 018 1 /9 Tehtävä 1. Määritä alla esitetyssä piirissä kuormassa (vastuksessa) R L lämmöksi kuluva teho käyttäen hyväksi kerrostamismenetelmää. 0 kω, R 5 kω, R 0 kω, 0 kω, J 5 m, J 6 m, 40 V 1 3 L g1 g g3 a J g1 g3 R R L J g b Kuva 1. Piirikaavio tehtävään 1. a L1 J g1 J g1 R R L b Kuva. Virtalähteen J g1 vaikutus tehtävässä 1. Kaikki virtalähteestä 1 lähtevä virta kulkee oikosulun kautta -> L1 = 0. a L J g R R L b Kuva 3. Virtalähteen J g vaikutus. RR 3 R R 50 3 5 0 3 3 L Jg 610 10 RR 3 50 R 7 L 10 R R3 5 0 1

ST1140 Piirianalyysi, osa 1 kevät 018 /9 a g3 R L3 R L U L3 b Kuva 4. Jännitelähteen g3 vaikutus tehtävässä 1. RR L 510 R R 1 4 10 10 510 0 7 5 10 L3 L L3 3 RL R RR L R L 3 R RL 5 10 3 40V 10 Joten kokonaisvirta ja teho: 1 4 3 8 3 L L1 L L3 0 10 10 7 7 7 3 8 3 3 L RL L P 1010 10 13, 0610 W 13 mw 7 Tehtävä. Laske kerrostamismenetelmällä alla esitetyn piirin jännitteet ja virrat sekä näiden avulla eri lähteiden tuottamat/kuluttamat tehot P 1, P ja P 3. 00 V, J 50, J 100, R, R 4, R 6 1 3 1 3 R J J 3 Kuva 5. Piirikaavio tehtävään.

ST1140 Piirianalyysi, osa 1 kevät 018 3 /9 R 3 U U J J 1 J 3 U J3 U 1 Kuva 6. Referenssisuuntanuolilla täydennetty piirikaavio tehtävään. R 3 U U J 1 U J3 U 1 Kuva 7. Jännitelähteen 1 vaikutus tehtävässä. 0 11 1 31 U U 00 V J1 J31 1 R 3 U U J J 1 U J3 Kuva 8. Virtalähteen vaikutus tehtävässä. U 1 J 50 1 3 0 U U R 50 100 V J 3 1 1 1 U R R 4 50 50 300 V J 1 1

ST1140 Piirianalyysi, osa 1 kevät 018 4 /9 R 3 U U J 1 J 3 U J3 Kuva 9. Virtalähteen 3 vaikutus tehtävässä. U 1 J 100 13 33 3 3 0 U U R 100 00 V J 3 13 1 13 U R R 6 100 100 800 V J 33 1 13 3 33 Joten kokonaisvaikutukset: 0 J J 50 100 50 1 11 1 13 3 0 J 0 50 1 3 0 0 J 100 3 31 3 33 3 U U U U R R J R J 00 300 00 V 300 V J J 1 J J 3 1 1 1 3 U U U U R J R R J 00 100 800 V 500 V J 3 J 31 J 3 J 33 1 1 1 3 3 Ja lähteiden tuottamat / kuluttamat tehot: Jännitelähde 1: P 00 V 50 10 kw (tuottaa) 1 1 1 Virtalähde : P U J 300 V 50 15 kw (tuottaa) J J Virtalähde 3: P U J 500 V 100 50 kw (tuottaa) J3 J3 3 Tehtävä 3. Laske kerrostamismenetelmällä alla esitetyssä piirissä virta. (Tehtävässä ei käytetä kolmiotähtimuunnosta). 0 V, J, R, R 4, R 6, R 8. 1 3 4 R J Kuva 10. Piirikaavio tehtävään 3.

ST1140 Piirianalyysi, osa 1 kevät 018 5 /9 J R J Kuva 11. Virtalähteen vaikutus tehtävässä 3. 1J J J R Kuva 1. Virtalähteen vaikutus tehtävässä 3, resistanssit ryhmitetty selvemmin. 1J R 3 J RR 4 R3R1 6 R R4 4 8 4 J 1J R R4 6 9 48 8 R 8 9 3 0,75 4 8 8 4 R Kuva 13. Jännitelähteen vaikutus tehtävässä 3.

ST1140 Piirianalyysi, osa 1 kevät 018 6 /9 R Kuva 14. Jännitelähteen vaikutus tehtävässä 3, resistanssit ryhmitetty selvemmin. R R R R 1,3 1,3 1 3 R1,3 R R1,3 R Rkok R1 R3 R R1 R3 R R 4 R1 R3 R 6 10 5 0,65 6 4 64 8 8 6 4 Joten kokonaisvaikutukset: 3 5 11 J 1,375 4 8 8 Tehtävä 4. Määritä silmukkavirtamenetelmää apuna käyttäen alla esitetyssä piirissä virta 1. Ω, R Ω, R 3 Ω, R 4 Ω, R 5 Ω, J 1, V, 1 V 1 3 4 5 1 R 5 R J 1 Kuva 15. Piirikaavio tehtävään 4.

ST1140 Piirianalyysi, osa 1 kevät 018 7 /9 Muutetaan ensin virtalähde ja sen kanssa rinnan oleva resistanssi lähdemuunnoksella jännitelähteeksi ja sen kanssa sarjassa olevaksi resistanssiksi: R 5 R Kuva 16. Silmukkavirrat valittu tehtävässä 4. Resistanssimatriisin ja virta- ja jännitevektoreiden muodostaminen: R1 R5 R1 R5 1 R1 R1 R R3 R R5 R R R4 R 5 0 1 5 1 5 1 11 1 1 3 1 1 1 5 4 5 0 6 1 5 13 1 6 0 5 11 0 6 1 5 1 6 191 5 11 Silmukkavirrat ramerin säännön avulla: 13 1 5 0 6 0 11 806 V 4, 1 191 6 13 5 3 1 0 5 0 11 73 V 1, 43 191 3 Joten virta 1 alkuperäisen piirin avulla: J 1 3 J ( ) J 4, 11, 431 1, 78

ST1140 Piirianalyysi, osa 1 kevät 018 8 /9 Tehtävä 5. Laske silmukkavirtamenetelmällä alla olevassa kuvassa esitetyssä piirissä esiintyvät tehot (sekä tuotetut, että kulutetut). 0 V, V, 6 V, R 4, R 6, R 8 1 3 1 3 1 R 3 3 Kuva 17. Piirikaavio tehtävään 5. 1 R 3 U 3 Kuva 18. Silmukkavirrat valittu tehtävässä 5. Silmukkavirtayhtälöt matriisimuodossa: R1 R3 R3 1 3 R3 R R 3 3 Ratkaistaan silmukkavirrat ramerin säännöllä: R 1 3 3 R R R R R 3 3 1 3 3 3 3 1 R1 R3 R3 R1 R3 R R3 R3 R3 R R R 3 3 R R 1 3 1 3 R R R R 3 3 1 3 3 1 3 3 R1 R3 R3 R1 R3 R R3 R3 R3 R R R 3 3 0,5 0

ST1140 Piirianalyysi, osa 1 kevät 018 9 /9 Resistansseissa kulutetut tehot: P R 1 W R1 P R R3 1 1 R 0 W P R R W 3 3 3 1 Jännitelähteissä tuotetut / kulutetut tehot: P 10 V 0,5 5 W ( kulutettu) 1 P 3 1 1 0 W 3 3 3 1 P 8 W ( tuotettu)