S55.0 SÄHKÖTEKNKKA 9.5.000 Kimmo Silvonen Tentti: tehtävät,,5,8,9. välikoe: tehtävät,,,4,5. välikoe: tehtävät 6,7,8,9,0 Oletko muistanut vastata palautekyselyyn Voit täyttää lomakkeen nyt.. aske virta. =0Ω, =5Ω, =0Ω, 4 =0Ω, J =A, J =A, E =0V. 4 J E J. Kuvan piiristä tunnetaan virta i(t) ja kondensaattorin jännite u (t). Mikä on lähdejännite e(t) (Selvyyden vuoksi kaikki laadut on jätetty pois). i(t) = e t sin(t), u (t) =e t [ sin t cos t], =, =, =4. u (t) e(t) i(t). aske virta. E =5 6 0 ffi V, E =0 6 0 ffi V, =Ω, =0:5 F, =0:5 H,! =8 s. E E 4. aske vasemmalta oikealle virtaava pätöteho P. E = 0 j0 V, E = 0 6 90 ffi V, = Ω, =j Ω. E E S P E E 5. aske vaihevirta yksivaiheisen sijaiskytkennän avulla. Kolmivaihejärjestelmän voi olettaa symmetriseksi. E = 0 V, =0Ω,! = 00 ms,! =5Ω. Käännä E T r ΞΠ
6. Diodin ominaiskäyrä on muotoa: ß S e U nu T, missä U T = 5 mv. Oheisesta piiristä mitataan diodin jännite U kahden eri vastuksen kanssa. Kun = 0 Ω, on diodin jännite U = 0:6 V, ja arvolla = 0 kω on U = 0:55 V. aske likimain parametrit S ja n. ähdejännite E =4:5 V. E @ U 7. aske virta kuvan kytkennässä. fi =00, =00kΩ, =65Ω, =4kΩ, U BE =0:7 V, U =5V. χfi ffifl @ @ U 8. Oheinen pukkihyppypiiri koostuu neljästä lähes identtisestä lohkosta. nvertoivan vahvistimen periaatteella esimerkiksi U = U N U.askeU OUT impedanssien... funktiona, kun U N =. Voit olettaa, että =Ω. U Na U U U " " " " a " " " " U OUT 9. Tehtävän logiikkapiirissä transistoreita käytetään kytkiminä. Kun kanta on loogisessa ykköstilassa, on kytkin kiinni. Virta siis kulkee tällöin transistorin läpi ylhäältä alaspäin. Mitä loogisia toimintoja ovat Q...Q 4 kirjainten A... funktiona (jätin Ekirjaimen pois tästä) Korkeampi jännite on ykköstila. A B D F G H ΦΦ 4 0. Kuvan (nn)ittinen muunnin on toteutettu operaatiovahvistinpiirillä ja kahdella nittisellä muuntimella, joiden U FS =0V. Mitoita vastukset ja 0, kun koko muuntimelle halutaan myös U FS =0V. =76:8 kω, n =8. MSB Kokeet pyritään korjaamaan jo ti.5. U U 0 " "" 6 U
S55.0 SÄHKÖTEKNKKA 9.5.000 Kimmo Silvonen Tentti: tehtävät,,5,8,9. välikoe: tehtävät,,,4,5. välikoe: tehtävät 6,7,8,9,0 Oletko muistanut vastata palautekyselyyn Voit täyttää lomakkeen nyt.. aske virta. =0Ω, =5Ω, =0Ω, 4 =0Ω, J =A, J =A, E =0V. 4 J E J = J () E =0) E (J ) =0 () = E J = A (). Kuvan piiristä tunnetaan virta i(t) ja kondensaattorin jännite u (t). Mikä on lähdejännite e(t) (Selvyyden vuoksi kaikki laadut on jätetty pois). i(t) = et sin(t), u (t) =e t [ sin t cos t], =, =, =4. u (t) [u = t 0 e(t) i(t) idt u (0)] (4) e(t) =u (t)u (t)u (t) =i di dt u (5) = 4 et sin t [et sin t e t cos t]u (6) e(t) =e t [ 4 sin t sin t cost]u =V (7) e(t) on siis yhden voltin tasajännitelähde. Kun se kytketään resonanssipiiriin, voi syntyä eksponentiaalisesti vaimeneva sinimuotoinen värähtely, jonka kulmataajuus (! = ) onpienempi kuin piirin resonanssikulmataajuus p =:6. Värähtely on sinimuotoista aina, kun < 4 ; kyseisen ehdon ja i(t):n lausekkeen voi johtaa esimerkiksi aplacemuunnoksen avulla.
. aske virta. E =5 6 0 ffi V, E =0 6 0 ffi V, =Ω, =0:5 F, =0:5 H,! =8 s. E E E j! ( ) E =0) = E E j! E j! =0)E E E j! 0 5 0 j ) = j 0 5 j j j j j! 5 0 j j =0)0 j 0 0j = j j! (8) j! =0 (9) j =0 (0) = 0p 6 45 ffi p 6 45 ffi =5 6 90 ffi A () 4. aske vasemmalta oikealle virtaava pätöteho P. E = 0 j0 V, E = 0 6 90 ffi V, = Ω, =j Ω. P E E = E E E 0 j0 0 j0 j0 = =055j j () S = E Λ = (0 j0) (5 j5) = 50 00 j00 j50 VA () P = e[s ] = 50 00 = 50 W (4) 5. aske vaihevirta yksivaiheisen sijaiskytkennän avulla. Kolmivaihejärjestelmän voi olettaa symmetriseksi. E =0V, =0Ω,! =00mS,! =5Ω. askuharjoitustehtävä: =46 6 0 ffi A. E E S E T r ΞΠ 4
6. Diodin ominaiskäyrä on muotoa: ß S e U nu T, missä U T = 5 mv. Oheisesta piiristä mitataan diodin jännite U kahden eri vastuksen kanssa. Kun = 0 Ω, on diodin jännite U = 0:6 V, ja arvolla = 0 kω on U = 0:55 V. aske likimain parametrit S ja n. ähdejännite E =4:5 V. askaritehtävä: n =, S =0: pa. E @ U 7. aske virta kuvan kytkennässä. fi = 00, = 00 kω, = 65 Ω, =4kΩ, U BE =0:7 V, U =5V. B χfi ffifl @ @ U U BE B U =0) B = U U BE =4μA (5) ( )U =0) = U fi B =0:5 ma (6) 8. Oheinen pukkihyppypiiri koostuu neljästä lähes identtisestä lohkosta. nvertoivan vahvistimen periaatteella esimerkiksi U = U N U.askeU OUT impedanssien... funktiona, kun U N =. Voit olettaa, että =Ω. U N U Na ΞΠ Ξ Π Ξ Π U U U " " " " a " " " " U = U N U (7) U = U U OUT = (U U OUT ) (8) U = U ) U = U ) U = U U OUT (9) U = U ) U U OUT = U N U OUT = U = U OUT = 0 @ = U N j! U OUT U N U N = j! j! j! j! U ) U = U OUT U N U OUT (0) () () A () Vertaamalla kahta viimeistä lauseketta nähdään, miten tikapuusuodattimen kelat voidaan toteuttaa pukkihyppypiirissä kondensaattoreilla. Kyseessä on suosittu aktiivisten suodattimien rakenne; etuna vähäinen herkkyys lukuarvojen vaihtelulle. 5
9. Tehtävän logiikkapiirissä transistoreita käytetään kytkiminä. Kun kanta on loogisessa ykköstilassa, on kytkin kiinni. Virta siis kulkee tällöin transistorin läpi ylhäältä alaspäin. Mitä loogisia toimintoja ovat Q...Q 4 kirjainten A... funktiona (jätin Ekirjaimen pois tästä) Korkeampi jännite on ykköstila. Kuvassa kaikki kytkimet kiinni. A B D F G H ΦΦ 4 Jos A =tai B =(tai molemmat), kulkee transistorin ja vastuksen läpi virtaa. Q on tällöin nollatilassa, koska vastus aiheuttaa jännitehäviön. Q =vain, jos A =0ja B =0. Jos ja D ovat molemmat ykkösiä, kulkee vastuksen läpi virtaa, jolloin siis Q =0.Kun tai D tai molemmat ovat nollia, on Q ykköstilassa. Kolmas tapaus on kakkostapaukselle duaalinen. Q =vain, jos F ja G ovat molemmat ykkösiä, jolloin transistorit johtavat; virta aiheuttaa vasyukseen jännitteen. Q 4 =aina, kun edes toinen transistori johtaa. Q = A B = A B Q = D = D Q = F G Q 4 = H (4) 0. Kuvan (nn)ittinen muunnin on toteutettu operaatiovahvistinpiirillä ja kahdella nittisellä muuntimella, joiden U FS =0V. Mitoita vastukset ja 0, kun koko muuntimelle halutaan myös U FS =0V. =76:8 kω, n =8. Yhden muuntimen U = U FS Koko muuntimen U coco = U FS ;) 6 Alempi muunnin yksin: MSB 8. U U 0 " "" 6 U 0000 000 ) U = U (5) U = 0 U coco U = U coco ) 0 = U = 8 = 00 Ω (6) ) U =( 8 ) U (7) Käytetään jälkimmäistä tulosta yhdessä seuraavan kanssa. Ylempi muunnin: Molemmat muuntimet yhdessä: ) U =( 8 ) U (8) ) U = 0 U 0 U =( 6 ) U coco (9) 0 ( 8 ) U 0 ( 8 ) U =( 6 ) U coco (0) = = 0 ( 8 ) U ( 6 ) U coco 0 ( 8 ) U = ( 8 ) U 8 FS 8 () ( ) U 6 FS ( ) U 6 8 8 FS 8 8 6 6 6 8 = 8 ( ) ( ) = 6 8 = 8 0 () 6 6