S55.03 SÄHKÖTKNIIKKA 20.5.999 Kimmo Silvonen Tentti: tehtävät,3,5,8,9. välikoe: tehtävät,2,3,4,5 2. välikoe: tehtävät,7,8,9,0 Oletko muitanut täyttää palautekyelyn Teeenytja hauku amalla kokeet.. ake jännite U. =2Ω, 2 =25Ω, J =A, =V, =27V. Älä ylläty vatau ei ole taaluku! J U 2 2. Kytkin uljetaan hetkellä t = 0. ake kelan jännite u(t) tämän jälkeen. = 2 V, = V, =74Ω, 2 =37Ω, =2H. AU Φ Φ t =0 2 u(t) 3. ake vita I. =5 0 ffi V, = 83:4 0 ffi V, =Ω, 2 =7Ω,! =5, =0:25 H. I 2 4. ake jännitelähteen luovuttama komplekinen teho. =0 90 ffi V, =2Ω, =2H, =0:4 F,! =2. 5. ake muuntajan toiiojännite U 2. =H, 2 =4H, M =2H,! =2, =25V, =0 Ω, 2 =0Ω. Käännä Ξ Π ff M I Ξ U Π I 2 ff 2 U 2 2
. Diodin ominaikäyä on muotoa: I ß I S e U nu T, joa U T = 25 mv. Oheieta piiitä mitataan diodin jännite U kahden ei vatuken kana. Kun =8Ω, on diodin jännite U =0:5 V, ja avolla 2 = 330 Ω on U 2 = 0: V. ake likimain paametit I S ja n. ähdejännite = 5 V (taajännite). @ U I 7. Oheien tanitoin I U ominaikäyä voidaan eittää paloittain lineaaiena appokimaationa. Näin eitettynä käyä pätee kaikilla I B :n avoilla likimäääieti. Kun U =[0:2 0:7] V, on vita I = fii B 0:5 V (U 0:2 V).akeI B, kun U =0:5 V. =3:3 V, U B =0:7 V, fi = 00, 2 =270Ω. 2 χfi ffifl @@ @ I fii B 0:2 0:7 8. ake vita i. =2:7 kω, e S =V. Oleta ykinketaiuuden vuoki, että =Ω. U e S u b bb " "" i u O 9. Toteuta looginen funktio f = AB AB ( D)(D ) käyttäen kahta ANDpottia, kahta Opottia ja yhtä tai ueampaa invetteiä. Tuloliitäntöjä voi ANDiä ja Oia olla enemmänkin kuin kaki. Piiä kytkentäkaavio. 0. Analogita tiedoniitoa ei yleenä käytetä digitaaliten laitteiden välillä. Tähän on yhtenä yynä vihehekkyy. Kuva eittää tällaita iitoyhteyttä tökeäti ykinketaitettuna. Sinun ei tavite lähemmin kajota kuvan piiiin. ake vain montako millivolttia jännitteiden u D ja u A välillä aa olla eoa, jotta viheitä ei yntyii. Selitä muutamalla analla, mihin vataukei peutuu. U FS =5V, n =8. D=A u D u A A=D Kokeet pyitään kojaamaan jo pe 2.5. tai ma 24.5. Haukaa keää. 2
S55.03 SÄHKÖTKNIIKKA 20.5.999 Kimmo Silvonen Tentti: tehtävät,3,5,8,9. välikoe: tehtävät,2,3,4,5 2. välikoe: tehtävät,7,8,9,0. ake jännite U. =2Ω, 2 =25Ω, J =A, =V, =27V. Älä ylläty vatau ei ole taaluku! ff J U I J = I 2 ) U J = U 2 () J 2 = U U 2 ) U = U = 2 2 2 2 J 2 = 37 2 J 2 2 (2) =0:027027027 V (3) Viimeitä edellinen kaava aataiiin uoaan lähdemuunnokilla (vitalähteet ja vatuket aettuvat kaikki innan). Viimeinen eitymuoto edutaa keotamimenetelmää (upepoitio). 2. Kytkin uljetaan hetkellä t = 0. ake kelan jännite u(t) tämän jälkeen. = 2 V, = V, =74Ω, 2 =37Ω, =2H. AU ff Φ Φ 2 t =0 u(t) i u = di dt & i = B Aet=fi (4) i = u u 2 = 2 ( 2 ) di dt B Ae t=fi = 2 ( 2 ) A fi et=fi () B 2 = & Ae t=fi = ( ) A 2 2 fi et=fi (7) ) fi 3 = = 2 =0:080808 37 2 (8) i(0) = u(0 ) = 0 = B Ae 0 = B A (9) ) A = B = 2 (0) u = d(b Aet=fi ) dt = (0 A fi et=fi )= 2 e t=fi 2 2 (5) () u = 2 2 2 e t=fi = 2 e t=fi =4e t=fi (2) (Teoeema: uvun 37 käänteiluvun monikeat näyttävät olevan jakolliia päättymättömiä deimaalilukuja). 3
3. ake vita I. =5 0 ffi V, = 83:4 0 ffi V, =Ω, 2 =7Ω,! =5, =0:25 H. I 2 I 2 I j!i 2 =0) I I 5 2 = = j! j0:25 (3) j!i 2 2 (I I 2 )=0)(j! 2 )I 2 2 I =0 (4) (j0:25 7) I 5 j0:25 83:4 7I =0 (5) ( 7 j0:25 )(I 5) 83:4 7I =0) () I = 83:4 5 7 5 j0:25 7 7 = j0:25 78:4 j5 8 j:2 =7 90 ffi A (7) 4. ake jännitelähteen luovuttama komplekinen teho. =0 90 ffi V, =2Ω, =2H, =0:4 F,! =2. I = j! I = j! = I I = j! = j0:8 0j = 8 (8) 0j 2j4 = 0j(2 4j) 4 =2j (9) I = I I = j (20) S = I Λ =0j( j) =0 j0 VA (2) 5. ake muuntajan toiiojännite U 2. =H, 2 =4H, M =2H,! =2, =25V, =0 Ω, 2 =0Ω. akuhajoitutehtävä: U 2 =55j =7:07 45 ffi. ff Ξ Π ff M I Ξ 2 Π I 2 U U 2 2. Diodin ominaikäyä on muotoa: I ß I S e U nu T, joa U T = 25 mv. Oheieta piiitä mitataan diodin jännite U kahden ei vatuken kana. Kun =8Ω, on diodin jännite U =0:5 V, ja avolla 2 = 330 Ω on U 2 = 0: V. ake likimain paametit I S ja n. ähdejännite = 5 V (taajännite). akuhajoitutehtävä: n =:5 & I S =:5 na. @ U I 4
7. Oheien tanitoin I U ominaikäyä voidaan eittää paloittain lineaaiena appokimaationa. Näin eitettynä käyä pätee kaikilla I B :n avoilla likimäääieti. Kun U =[0:2 0:7] V, on vita I = fii B (U 0:5 V 0:2 V).akeI B, kun U =0:5 V. =3:3 V, U B =0:7 V, fi =00, 2 = 270 Ω. 2 χfi U ffifl @@ @ I fii B 0:2 0:7 U 2 (I I B ) U =0 (22) 2 fii B 0:5 (U 0:2) 2 I B U =0 (23) 00I B 270 0:5 (0:5 0:2) 270I B 0:5 3:3 =0 (24) 270 0I B 270I B 2:8 =0 (25) I B = 2:8 =70μA 270 (2) 8. ake vita i. =2:7 kω, e S =V. Oleta ykinketaiuuden vuoki, että =Ω. e S i b bb " "" u i 2 i i O (i 2 i = i i O ) (27) u = u (28) e S u u O = (29) e S u = u u O ) u O =2u e S (30) u O u = i (3) u O u = u i ) u O =2u e S =2u i (32) i = e S =A (33) i O u O Piii on jännitteellä ohjattava vakiovitalähde, jonka lähdevita ei iipu kuomavatuken uuuudeta. Voidaan myö ajatella, että piii muuttaa jännitteen e S viaki i illoin piii on gyaattoi. 5
9. Toteuta looginen funktio f = AB AB ( D)(D ) käyttäen kahta ANDpottia, kahta Opottia ja yhtä tai ueampaa invetteiä. Tuloliitäntöjä voi ANDiä ja Oia olla enemmänkin kuin kaki. Piiä kytkentäkaavio. f = AB AB D DD D (34) A(B B) D D (35) A (D ) D (3) (A D ) D (37) A D d D & & f 0. Analogita tiedoniitoa ei yleenä käytetä digitaaliten laitteiden välillä. Tähän on yhtenä yynä vihehekkyy. Kuva eittää tällaita iitoyhteyttä tökeäti ykinketaitettuna. Sinun ei tavite lähemmin kajota kuvan piiiin. ake vain montako millivolttia jännitteiden u D ja u A välillä aa olla eoa, jotta viheitä ei yntyii. Selitä muutamalla analla, mihin vataukei peutuu. U FS =5V, n =8. D=A u D u A A=D u D u A U 000 00 00 0 00 input 000 00 00 0 00 output U U FS = = 5 =9:53 mv (38) 2 n 25 Suuin allittu vihe on joain määin tulkintakyymy (iki pyyinkin peuteluja). Jo muuntimet toimivat muuten ideaalieti, voi jännitteiden u D ja u A eo olla (iteiavoltaan) melkein puoli SB:tä ilman että vihettä tulee. Puolen SB:n eli 0:5 U:n vihe muuttaa digitaalikoodia yhdellä pykälällä. Siki vataiin, että vihettä allitaan jännitetaota iippumatta noin 9.7 mv uuntaan tai toieen. Huom! Käytännön piieiä vihe on millivoltteina mitattuna uuempi illoin, kun jännitekin on uui. Ykinketainen taokojau ei ii olii iittävä.