Monisilmukkainen vaihtovirtapiiri



Samankaltaiset tiedostot
Monisilmukkainen vaihtovirtapiiri

Van der Polin yhtälö

Luento 9. Epälineaarisuus

RCL-vihtovirtapiiri: resonanssi

Tietoliikennesignaalit

DEE Lineaariset järjestelmät Harjoitus 4, ratkaisuehdotukset

OH CHOOH (2) 5. H2O. OH säiliö. reaktori 2 erotus HCOOCH 3 11.

Tasaantumisilmiöt eli transientit

W dt dt t J.

Mittaustekniikan perusteet, piirianalyysin kertausta

A-osio. Ei laskinta! Valitse seuraavista kolmesta tehtävästä vain kaksi joihin vastaat!

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 18: Yhden vapausasteen pakkovärähtely, transienttikuormituksia

Diskreetillä puolella impulssi oli yksinkertainen lukujono:

Laskuvarjohyppy. painovoima, missä on maan vetovoiman aiheuttama kiihtyvyys, sekä ilmanvastus, jota arvioidaan yhtälöllä

1 Excel-sovelluksen ohje

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

Ene , Kuivatus- ja haihdutusprosessit teollisuudessa, Laskuharjoitus 5, syksy 2015

MAALÄMPÖPUMPPU JA FIL-LP SÄHKÖKATTILA

Differentiaaliyhtälöryhmä

2. Suoraviivainen liike

Rahoitusriskit ja johdannaiset Matti Estola. luento 12 Stokastisista prosesseista

x v1 y v2, missä x ja y ovat kokonaislukuja.

( ) 5 t. ( ) 20 dt ( ) ( ) ( ) ( + ) ( ) ( ) ( + ) / ( ) du ( t ) dt

Huomaa, että aika tulee ilmoittaa SI-yksikössä, eli sekunteina (1 h = 3600 s).

dt 2. Nämä voimat siis kumoavat toisensa, jolloin saadaan differentiaaliyhtälö

Taustaa KOMPLEKSILUVUT, VÄRÄHTELIJÄT JA RADIOSIGNAALIT. Jukka Talvitie, Toni Levanen & Mikko Valkama TTY / Tietoliikennetekniikka

f x dx y dy t dt f x y t dx dy dt O , (4b) . (4c) f f x = ja x (4d)

ELEKTRONISET JÄRJESTELMÄT, LABORAATIO 1: Oskilloskoopin käyttö vaihtojännitteiden mittaamisessa ja Theveninin lähteen määritys yleismittarilla

( ) ( ) x t. 2. Esitä kuvassa annetun signaalin x(t) yhtälö aikaalueessa. Laske signaalin Fourier-muunnos ja hahmottele amplitudispektri.

Luento 4. Fourier-muunnos

PIIRIANALYYSI. Harjoitustyö nro 7. Kipinänsammutuspiirien mitoitus. Mika Lemström

3 SIGNAALIN SUODATUS 3.1 SYSTEEMIN VASTE AIKATASOSSA

Käyräparven kohtisuorat leikkaajat

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

SATE2180 Kenttäteorian perusteet syksy / 6 Laskuharjoitus 7 / Siirrosvirta ja indusoitunut sähkömotorinen voima

Sähköstatiikka ja magnetismi Sähkömagneetinen induktio

12. Differentiaaliyhtälöt

Ratkaisu. Virittäviä puita on kahdeksan erilaista, kun solmut pidetään nimettyinä. Esitetään aluksi verkko kaaviona:

Van der Polin yhtälö. virtap6.nb 1

järjestelmät Luento 4

Suunnitteluharjoitus s-2016 (...k-2017)

S Signaalit ja järjestelmät Tentti

TKK Tietoliikennelaboratorio Seppo Saastamoinen Sivu 1/5 Konvoluution laskeminen vaihe vaiheelta

5. Sähkövirta, jännite

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 5: Taylor-polynomi ja sarja

Kondensaattorin läpi kulkeva virta saadaan derivoimalla yhtälöä (2), jolloin saadaan

Peto- ja saaliskanta

SATE1120 Staattinen kenttäteoria kevät / 6 Laskuharjoitus 13: Rajapintaehdot ja siirrosvirta

FYSA220/K2 (FYS222/K2) Vaimeneva värähtely

Luento 9. Epälineaarisuus

DEE Sähkötekniikan perusteet

Konvoluution laskeminen vaihe vaiheelta Sivu 1/5

Tehtävä I. Vaihtoehtotehtävät.

1. Tasavirtapiirit ja Kirchhoffin lait

Tykillä ampuminen 2. missä b on ilmanvastuskerroin, v skalaarinen nopeus, nopeus vektorina ja nopeuden suuntainen yksikkövektori.

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2013 Insinöörivalinnan fysiikan koe , malliratkaisut

Dynaaminen optimointi ja ehdollisten vaateiden menetelmä

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA

2. Taloudessa käytettyjä yksinkertaisia ennustemalleja. ja tarkasteltavaa muuttujan arvoa hetkellä t kirjaimella y t

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

Lääketiede Valintakoeanalyysi 2015 Fysiikka. FM Pirjo Haikonen

Värähtelevä jousisysteemi

KOMISSION KERTOMUS. Suomi. Perussopimuksen 126 artiklan 3 kohdan nojalla laadittu kertomus

ELEC-C6001 Sähköenergiatekniikka, laskuharjoitukset oppikirjan lukuun 10 liittyen.

4757 4h. MAGNEETTIKENTÄT

Rakennusosien rakennusfysikaalinen toiminta Ralf Lindberg Professori, Tampereen teknillinen yliopisto

2. Tutki toteuttaako seuraava vapaassa tilassa oleva kenttä Maxwellin yhtälöt:

Funktion määrittely (1/2)

12. ARKISIA SOVELLUKSIA

b) Ei ole. Todistus samaan tyyliin kuin edellinen. Olkoon C > 0 ja valitaan x = 2C sekä y = 0. Tällöin pätee f(x) f(y)

Rautaisannos. Simo K. Kivelä

Radioaktiivinen hajoaminen

VIRTAPIIRILASKUT II Tarkastellaan sinimuotoista vaihtojännitettä ja vaihtovirtaa;

MS-C1340 Lineaarialgebra ja differentiaaliyhtälöt

plot(f(x), x=-5..5, y= )

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

13. Ratkaisu. Kirjoitetaan tehtävän DY hieman eri muodossa: = 1 + y x + ( y ) 2 (y )

SATE2180 Kenttäteorian perusteet Induktanssi ja magneettipiirit Sähkötekniikka/MV

Luento 3: Liikkeen kuvausta, differentiaaliyhtälöt

K3K M2K HHA K3K20 0

9. Epäoleelliset integraalit; integraalin derivointi parametrin suhteen. (x + y)e x y dxdy. e (ax+by)2 da. xy 2 r 4 da; r = x 2 + y 2. b) A.

Tuotannon suhdannekuvaajan menetelmäkuvaus

2. Laskuharjoitus 2. siis. Tasasähköllä Z k vaipan resistanssi. Muilla taajuuksilla esim. umpinaiselle koaksiaalivaipalle saadaan = =

MAT Fourier n menetelmät. Merja Laaksonen, TTY 2014

DIODIN OMINAISKÄYRÄ TRANSISTORIN OMINAISKÄYRÄSTÖ

SÄHKÖSTATIIKKA JA MAGNETISMI. NTIETS12 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2013

valitsin on useimmiten html-elementti, jolle tyyli halutaan luoda

PRELIMINÄÄRIKOE. Pitkä Matematiikka

Preliminäärikoe Pitkä Matematiikka

763306A JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 2 Ratkaisut 2 Kevät 2017

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA

5. Vakiokertoiminen lineaarinen normaaliryhmä

SATE1050 Piirianalyysi II syksy / 8 Laskuharjoitus 2 / Transientti-ilmiö (ratkaisut muodostaen diff. yhtälöt, EI saa käyttä Laplace-muunnosta!

Kokonaishedelmällisyyden sekä hedelmällisyyden keski-iän vaihtelu Suomessa vuosina

Kevään 2011 pitkän matematiikan ylioppilastehtävien ratkaisut Mathematicalla Simo K. Kivelä /

4. SÄHKÖMAGNEETTINEN INDUKTIO

Sinin muotoinen signaali

SATE1050 Piirianalyysi II syksy 2016 kevät / 6 Laskuharjoitus 3 / Laplace-muunnos

F {f(t)} ˆf(ω) = 1. F { f (n)} = (iω) n F {f}. (11) BM20A INTEGRAALIMUUNNOKSET Harjoitus 10, viikko 46/2015. Fourier-integraali:

SATE2140 Dynaaminen kenttäteoria syksy /7 Laskuharjoitus 4 / Sähkömagneettiset aaltojen polarisoituminen

Transkriptio:

Monisilmukkainen vaihovirapiiri Oeaan arkaselun koheeksi RLC-vaihovirapiiri jossa on käämejä, vasuksia ja kondensaaoreia. Kykenä Tarkasellaan virapiiriä, jossa yksinkeraiseen RLC-piiriin on kodensaaorin rinnalle kykey piiri, jossa on vasus ja oinen kondensaaori. Alla kuva piirin kokoonpanosa. Piirin komponeni kohdisava jännieeseen kolme erilaisa pudousa, L L I käämin yli, R R I vasuksen yli sekä C I( ) kondensaaorin yli. C Lisäksi piiriin syöeään sinimuooisa vaihoviraa ( ) 0 sin( ω ). Muodoseaan yllä olevalle piirille differeniaaliyhälö kierämällä piiriä virasilmukoiden I ja I muodosamia silmukoia myöden. Kirchhoffin lain mukaan molempien virojen kulkiessa komponenin yli apahuu jännieen muuos. Saadaan yhälö R I + I ( ) d + C I ( ) L I ( ) 0 sin( ω ), I ( ) d + + C I ( ) R I I ( ) d C 0. Joa inegraaliermeisä pääsään eroon, yhälö derivoidaan: L d I ( ) + + R I ( ) I I C 0 ω cos( ω ),

I I C I ( ) + R I ( ) + 0. C Tämä on differeniaaliyhälöryhmä pakoeulle värähelylle. Rakaisaan yhälö ja sien virra virasilmukoissa ja. Laskujen aluksi on syyä häviää mahdollisisa aiemmisa laskuisa jäänee muuuja: > resar; Määriellään yhälöryhmä ja sen unemaoma. > ryhma: L[]*diff(i[](), $)+R[]*diff(i[](), )+(i[]()-i[]())/c[][0]*omega*cos(omega*), i[]()/c[]+(-i[]()+i[]())/c[]+r[]*diff(i[](), )0; ryhma L d i i ( ) : + + R C 0 ω cos( ω ), i i + i ( ) + + R C C 0 > unemaoma: {i[](), i[]()}; unemaoma : { i, i } Sijoieaan vakioille arvo ja aseeaan alkueho. Kykeävä lähde on verkkoviralähde ja siä ennen piirissä ei ollu viraa. > ryhma: subs({l[]0., R[]5, C[]0.00, R[]3, C[]0.0005, [0]30, omega*pi*50}, {ryhma}); ryhma 3000.000000 i 000. i + 3 : { 0, 0. d i ( ) + + 5 000. i ( ) 000. i 3000 π cos( 00 π )} > alkueho: i[](0)0, D(i[])(0)0, i[](0)0; alkueho : i 0, D( i ) 0, i 0 Rakaisaan yhälöryhmä numeerisin laskenameneelmin. > rk: dsolve({ryhma[], alkueho}, unemaoma, ypenumeric, oupulisprocedure); rk : ( proc... end proc), i ( proc( )... end proc ), d i ( ) ( proc... end proc), i ( proc( )... end proc )

Poimiaan rakaisusa viraa kuvaava ermi. > virra: subs(rk, [i[](), i[]()]): Piirreään kuvaaja virralle piirin eri osissa. Sininen käyrä on jaeun kondensaaorin C läpi kulkeva vira, punainen käyrä on virakierroksen vira ja vihreä virakierroksen vira. > wih(plos): Warning, he name changecoords has been redefined > display(plo(virra[]-virra[], 0..0., colorblue), plo(virra[], 0..0., colorred), plo(virra[], 0..0., colorgreen)); Vaihovira näyää jakauuvan hieman eri vaiheisena rinnakkaisen kondensaaorien kesken. Alkuehdon aikaansaama epävakaisuus näyää vaimenevan varsin nopeasi. Kykenä Tarkasellaan seuraavaksi RLC-virapiiriä, jossa käämin rinnalle on kykey sama vasus ja kondensaaori kuin edellä. Alla kuva piirin kokoonpanosa.

Huomaa virakierrosen valina! Pyrimme piämään laskennan helpoamiseksi yhälöryhmän keraluvun mahdollisimman alhaalla virakierrosvalinnoilla. Kirchhoffin lain peruseella saaava yhälö ova derivoidussa muodossa. L d + + I( ) R d I ( ) + ( I + I ) I C 0 ω cos( ω ), d I ( ) + R + + + ( I + I ) I I R I ( ) C 0 ω cos( ω ). C Muodoseaan yhälöryhmä ja unemaoma: > ryhma: L[]*diff(i[](), $)+R[]*(diff(i[](), )+diff(i[](), ))+(i[]()+i[]())/c[][0]*omega*cos(omega*), R[]*(diff(i[](), )+diff(i[](), ))+(i[]()+i[]())/c[]+r[]*diff(i[](), )+i[]()/c[][0]*omega*cos(omega*); ryhma L d i + i : + + R + C 0 ω cos( ω ), i + i i R + + + R C C 0 ω cos( ω ) > unemaoma: {i[](), j[]()}; unemaoma : { j, i } Muodoseaan alkueho ja anneaan vakioille arvo. Kykeävä lähde on verkkoviralähde ja siä ennen piirissä ei ollu viraa. Vakio ova sama kuin edellä. > ryhma: subs({l[]0., R[]5, C[]0.00, R[]3, C[]0.0005, [0]30, omega*pi*50}, {ryhma}); ryhma : { 0. d i ( ) + + + + 5 5 000. i ( ) 000. i 3000 π cos( 00 π ), 3 + + 000. i ( ) 3000.000000 i 3000 π cos( 00 π )}

> alkueho: i[](0)0, D(i[])(0)0, i[](0)0; alkueho : i 0, D( i ) 0, i 0 Rakaisaan yhälöryhmä numeerisesi. > rk: dsolve({ryhma[], alkueho}, unemaoma, ypenumeric, oupulisprocedure); rk : ( proc... end proc), i ( proc( )... end proc ), d i ( ) ( proc... end proc), i ( proc( )... end proc ) > virra: subs(rk, [i[](), i[]()]): Yhälöryhmän rakaiseminen dsolve-komennolla symbolisesi on myös mahdollisa, mua ämän on hyvin hidasa ja sievenämisessä jouduaan helposi vaikeuksiin. Piirreään kuvaaja virralle piirin eri osissa. Punainen käyrä on jaeun käämin L läpi kulkeva vira, vihreä virakierroksen vira ja sininen on näiden summavira. > display(plo(virra[], 0..0., colorred), plo(virra[], 0..0., colorgreen), plo(virra[]+virra[], 0..0., colorblue)); > Tuloksesa näkyy, mien käämi pyrkii vasusamaan virran muuosa ja sen läpi kulkeva vira on hyvin vähäinen. Vasaavasi se indusoi jopa primääripiiriä voimakkaamman värähelyn lisäyspiiriin.

Tehävä Tarkasellaan vielä alla kuvaua piiriä, jossa on samanaikaisesi molemma edellä arkasellu lisäkykennä. Muodosa kolmen differeniaaliyhälön ryhmä yllä esieylle piirille. Käyä apuna kuvaan piirreyjä virakierroksia. Piirrä kuvaaja virran kululle eri komponeneissa. Vihje: Ole oikeilla jäljillä, mikäli virakierron 3 värähely on vasakkaisvaiheisa kierojen ja kanssa. Linki vaihovirapiirin pakoeu värähely (virap3.mws) epähomogeeninen vakiokeroiminen lineaariyhälö differeniaaliyhälöryhmä JP & SKK & MS.07.00