IE1206 Inbyggd Elektronik F1 F2

En presentation över ämnet: "IE1206 Inbyggd Elektronik F1 F2"— Presentationens avskrift:

1 William Sandqvist william@kth.se
IE1206 Inbyggd Elektronik F1 F2 PIC-block Dokumentation, Seriecom Pulsgivare I, U, R, P, serie och parallell F3 Ö1 KK1 LAB1 Pulsgivare, Menyprogram  Start för programmeringsgruppuppgift F4 Ö2 Kirchoffs lagar Nodanalys Tvåpolsatsen R2R AD F5 Ö3 KK2 LAB2 Tvåpol, AD, Komparator/Schmitt Transienter PWM F6 Ö4 F7 KK3 LAB3 Step-up, RC-oscillator F8 Ö5 F9 Visare j PWM CCP KAP/IND-sensor LC-osc, DC-motor, CCP PWM Ö6 F10 F11 KK4 LAB4 LP-filter Trafo + Gästföreläsning F12 Ö7 redovisning  Redovisning av programmeringsgruppuppgift F13 tentamen Trafo, Ethernetkontakten William Sandqvist

2 Tvåpolssatsen – Black box
? = ! William Sandqvist

3 Spännings- och Strömkällor
En okänd spänningskälla provas med några testresistorer. ( Facit: vi känner till att spänningskällan har emk 100 V och den inre resistansen 100  ). William Sandqvist

4 Spännings- och Strömkällor
En okänd spänningskälla provas med några testresistorer. ( Facit: vi känner till att spänningskällan har emk 100 V och den inre resistansen 100  ). William Sandqvist

5 Det verkar vara en ideal 100V emk?
RTEST = 10 k I  10 mA U  100 V ( = 99,0099 V) RTEST = 20 k I  5 mA U  100 V ( = 99,5025 V) Det verkar vara en ”ideal” 100 V emk eftersom vi kan fördubbla strömuttaget utan att kläm-spänningen påverkas (märkbart) ? Ideal spännings-källa, resistansfri William Sandqvist

6 Det verkar vara en ideal strömgenerator 1 A?
RTEST = 1 I  1A U  1 V ( = 0,9901 A) RTEST = 2 I  1A U  2 V ( = 0,9804 A) Det verkar vara en ”ideal” 1A strömgenerator eftersom den ström som levereras inte påverkas (märkbart) vid fördubblad lastresistor ? Ideal strömgene-rator, den inre resistansen är oändlig William Sandqvist

7 William Sandqvist william@kth.se
Emk/Strömkälla En spänningskälla uppför sig som en ideal emk om den inre resistansen RI är liten i förhållande till de använda yttre resistanserna. En spänningskälla uppför sig som en ideal strömgenerator om den inre resistansen RI är stor i förhållande till de använda yttre resistanserna. William Sandqvist

8 William Sandqvist william@kth.se

9 William Sandqvist william@kth.se
Tvåpolssatsen Spänningskällor och strömkällor, kan beskrivas antingen med emk-modeller eller med strömgenerator-modeller. Detta gäller varje tvåpol, dvs. två ledningar som leder ut från ett ”generellt nät” bestående av emker-resistorer-strömgeneratorer. Thévenin spänningskällemodell, och Norton strömgenerator-modell för tvåpoler. William Sandqvist

10 William Sandqvist william@kth.se
Thévenin och Norton Thévenin och Norton-modellerna är ekvivalenta. Oavsett vilken yttre resistor man ansluter till modellerna ger de samma U och I ! Vi jämför de två modellerna med en yttre resistor RL = 1  William Sandqvist

11 Tomgångsspänning och kortslutningsström
William Sandqvist

12 Experimentell bestämning av E0 och RI
E0 kan mätas direkt med en bra voltmeter. Om mätströmmen är 0 blir U = E0. RI bestäms därefter genom att man belastar tvåpolen med ett justerbart motstånd så att U sjunker till E0/2. Då har juster-motståndet samma värde som den inre resistansen. R = RI. William Sandqvist

13 William Sandqvist william@kth.se

14 William Sandqvist william@kth.se
Ekvivalent tvåpol E0 (8.3) Ersätt den givna tvåpolen med en enklare som har en emk i serie med en resistor. E0 blir samma som den givna tvåpolens tomgångs-spänning. William Sandqvist

15 William Sandqvist william@kth.se
Ekvivalent tvåpol RI Efter en tänkt kortslutning kan den inre resistansen RI beräknas ur den tänkta kortslutningsströmmen IK. William Sandqvist

16 William Sandqvist william@kth.se
Ekvivalent tvåpol RI Kortsluter man den ursprungliga tvåpolen blir den parallella 2-resistorn strömlös: Efter en tänkt kortslutning kan den inre resistansen RI beräknas ur den tänkta kortslutningsströmmen IK. William Sandqvist

17 William Sandqvist william@kth.se
Ekvivalent tvåpol RI Kortsluter man den ursprungliga tvåpolen blir den parallella 2-resistorn strömlös: Efter en tänkt kortslutning kan den inre resistansen RI beräknas ur den tänkta kortslutningsströmmen IK. Den ekvivalenta tvåpolens RI beräknas så att det blir samma kortslutningsström: William Sandqvist

18 William Sandqvist william@kth.se

19 Räkna med tvåpolssatsen
Vilket värde ska R ha för att strömmen genom resistorn ska bli 2A? Om R vore ansluten till tvåpolsekvivalenten i stället vore problemet elementärt. Låt oss därför använda tvåpolssatsen som räkneknep. William Sandqvist

20 William Sandqvist william@kth.se
RI = RERS Om alla emker skulle halveras i ursprungskretsen då skulle naturligtvis E0 i tvåpolsekvivalenten också halveras. Om man därför ”vrider ner” alla emker ända till till (nästan) ”0” i båda kretsarna ser man, att tvåpolsekvivalentens RI är lika med ursprungskretsens ersättningsresistans RERS: William Sandqvist

21 E0 = U tomgångsspänningen
Om man inte vrider ner emkerna så ser man att E0 = U = tomgångsspänningen: William Sandqvist

22 Nu är det enklare att beräkna resistorn
William Sandqvist

23 William Sandqvist william@kth.se

24 Superpositionsprincipen
Om komponenterna och sambanden är linjära och oberoende så gäller superpositionsprincipen. Olinjära komponenter som tex diod eller olinjära samband som effekt omöjliggör superposition. William Sandqvist

25 Superposition, bara 3V-emk
Vrid ner 10V emken till ”0” och beräkna bidraget I’ från 3V emken till I. William Sandqvist

26 Superposition, bara 3V-emk
Spänningsdelningsformeln: Vrid ner 10V emken till ”0” och beräkna bidraget I’ från 3V emken till I. William Sandqvist

27 Superposition bara 10V-emk
Vrid ner 3V emken till ”0” och beräkna bidraget I’’ från 10V emken till I. William Sandqvist

28 Superposition bara 10V-emk
Spänningsdelningsformeln: Vrid ner 3V emken till ”0” och beräkna bidraget I’’ från 10V emken till I. William Sandqvist

29 Superposition – addera bidragen
I = I’’ – I’ = 1,82 – 0,82 = 1 A William Sandqvist

30 William Sandqvist william@kth.se

31 Lös I med superposition (8.7)
William Sandqvist

32 Lös I med superposition (8.7)
OHM’s lag En nedvriden strömgenerator blir ett avbrott! William Sandqvist

33 Lös I med superposition (8.7)
OHM’s lag En nedvriden strömgenerator blir ett avbrott! Strömgrening William Sandqvist

34 Lös I med superposition (8.7)
OHM’s lag En nedvriden strömgenerator blir ett avbrott! Strömgrening I = I’ + I” = = 8 A William Sandqvist

35 William Sandqvist william@kth.se