2016.12.21 host test og host repetisjon v20

FAGSKOLEN TELEMARK

WEB UNDERVISNING Dato: 21. desember 2016 kl 16:00 – 19:45Klasse: BYAU 2015 – 2018Faglærer: Sven Åge Eriksen [email protected]øsningsforslag øving RLC , Karnaughdiagram og test i:Digitalteknikk, analog elektronikk og elektroteknikk AC

v.20

mailto:[email protected]

Forslaget er sendt til skolens ledelse, forslaget må passe sammen med annen undervisning som dere skal ha.

UNDERVISNINGSPLAN FOR VÅRSEMESTER 2017 i Emne 04 og Emne 05, ingen store protester !

VI HAR I HØST HATT FOR STOR DEL AV UNDERVISNINGEN HER OPPE:

RLC OPPGAVE LØSNINGSFORSLAG

2016.12.07-Oppgaver RLC til 21.12.pdf: LØSNINGSFORSLAG

LØSNINGSFORSLAG:Spenning U = 230V / 50HzStrøm I = 50AAktiv effekt P = 10 kW

a) Beregn effektfaktoren til anlegget.

LØSNINGSFORSLAG:a) Beregn effektfaktoren til anlegget.

Regner først ut tilsynelatende effekt S:

S = U · I = 230V · 50A = 11,5 kVA

LØSNINGSFORSLAG:a) Beregn effektfaktoren til anlegget.

Effektfaktor = Cos Φ = =

LØSNINGSFORSLAG:b) Beregn den reaktive effekten til anlegget.

Reaktiv effekt Q


Reaktiv effekt Q


S = P + Q


Reaktiv effekt Q =


Reaktiv effekt Q = = kvar

= 5,68 kvar

LØSNINGSFORSLAG:c) Beregn reaktansen og resistansen til anlegget.



LØSNINGSFORSLAG:c) Beregn resistansen R og reaktansen X til anlegget.


Vi finner først induktansen: Z = = = 4,6Ω


Resistansen R = Z · Cos Φ = 4,6 Ω · 0,87 = 4,0 Ω

Reaktans XL = = = 2,27 Ω Metode 1 for XL:

LØSNINGSFORSLAG:c) Beregn reaktansen og resistansen til anlegget. .

Reaktans XL kan også regnes ut slik:

Cos Φ = 0,87Φ = Cos Φ = 29,541 Sin Φ = Sin 29,541 = 0,493 XL = Z · Sin Φ = 4,6 Ω · 0,493 = 2,27 Ω

Metode 2 for XL:

(Sin Φ) + (Cos Φ) = 1

Sin Φ + Cos Φ = 1

Formel som en kan lære og bruke hvis en ønsker det:


Kan også regnes ut slik:

Reaktans XL = Z · Sin Φ = Z · =

= 4,6 Ω · 0,493 = 2,27 Ω

Resistansen R = Z · Cos Φ = 4,6 Ω · 0,87 = 4,0 Ω

Metode 3 for XL:

LØSNINGSFORSLAG:d) Beregn induktansen til anlegget.

XL = 2L = = = 7,23mH

LØSNINGSFORSLAG:e) Effekttrekant:

LØSNINGSFORSLAG:e) Impedanstrekant:

FASIT, side 224:

Boolsk algebraSanhetstabellKarnaughdiagram LØSNINGSFORSLAG

Boolsk algebra, sannhetstabell og Karnaughdiagram

LØSNINGSFORSLAG

V.032016.12.16


LØSNINGSFORSLAG

V.032016.12.16

Lag sannhetstabell for dette Karnaughdiagrammet:


CD

AB00 01 11 10

00 1 1 1 1

01 1 0 0 1

11 1 0 0 1

10 1 1 1 1

CD

AB00 01 11 10

00 1 1 1 1

01 1 0 0 1

11 1 0 0 1

10 1 1 1 1


Sann

hets

tabe

ll

Vise hvordan en fyller ut sannhetstabellen:

CD

AB00 01 11 10

00 1 1 1 1

01 1 0 0 1

11 1 0 0 1

10 1 1 1 1


Sann

hets

tabe

ll

A B C D E F

1 0 0 0 1

1 0 0 1 1

1 0 1 0 1

1 0 1 1 1

1 1 0 0 1

1 1 0 1

1 1 1 0 1

1 1 1 1

A B C D E F

0 0 0 0 1

0 0 0 1 1

0 0 1 0 1

0 0 1 1 1

0 1 0 0 1

0 1 0 1

0 1 1 0 1

0 1 1 1

CD

AB00 01 11 10

00 1 1 1 1

01 1 0 0 1

11 1 0 0 1

10 1 1 1 1

Skriv funksjonsutrykket før forenkling:

A B C D E F

A B C D E F

Sann

hets

tabe

llFortsetter neste side !

Skriv funksjonsutrykket før forenkling:ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+

Sann

hets

tabe

ll

A B C D E F

1 0 0 0 1

1 0 0 1 1

1 0 1 0 1

1 0 1 1 1

1 1 0 0 1

1 1 0 1

1 1 1 0 1

1 1 1 1

A B C D E F

0 0 0 0 1

0 0 0 1 1

0 0 1 0 1

0 0 1 1 1

0 1 0 0 1

0 1 0 1

0 1 1 0 1

0 1 1 1

Der variabelen er null,skal bokstaven i funksjonsuttrykket være invertert, se neste side der det er utført.

F= ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD +

ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD + ABCD

CD

AB00 01 11 10

00 1 1 1 1

01 1 0 0 1

11 1 0 0 1

10 1 1 1 1

Finn det forenklede funksjonsuttrykket ved å lese det ut fra Karnaughdiagrammet!

Sann

hets

tabe

ll

A B C D E F

1 0 0 0 1

1 0 0 1 1

1 0 1 0 1

1 0 1 1 1

1 1 0 0 1

1 1 0 1

1 1 1 0 1

1 1 1 1

A B C D E F

0 0 0 0 1

0 0 0 1 1

0 0 1 0 1

0 0 1 1 1

0 1 0 0 1

0 1 0 1

0 1 1 0 1

0 1 1 1


CD

AB00 01 11 10

00 1 1 1 1

01 1 0 0 1

11 1 0 0 1

10 1 1 1 1

Øvre og nedre rad er til sammen lik B, det spiller ingen rolle hva C eller D er. Det spiller heller ingen rolle hva A er.


CD

AB00 01 11 10

00 1 1 1 1

01 1 0 0 1

11 1 0 0 1

10 1 1 1 1

Høyre og venstre søyle er til sammen lik D, det spiller ingen rolle hva A eller B er. Det spiller heller ingen rolle hva C er.


CD

AB00 01 11 10

00 1 1 1 1

01 1 0 0 1

11 1 0 0 1

10 1 1 1 1

F= B + D

Forenkler med De Morgans Teorem:


CD

AB00 01 11 10

00 1 1 1 1

01 1 0 0 1

11 1 0 0 1

10 1 1 1 1

F= B + D = BD

CD

AB00 01 11 10

00 1 1 1 1

01 1 0 0 1

11 1 0 0 1

10 1 1 1 1

Finn det forenklede funksjonsuttrykket ved hjelp av Boolsk algebra !

Sann

hets

tabe

ll

A B C D E F

1 0 0 0 1

1 0 0 1 1

1 0 1 0 1

1 0 1 1 1

1 1 0 0 1

1 1 0 1

1 1 1 0 1

1 1 1 1

A B C D E F

0 0 0 0 1

0 0 0 1 1

0 0 1 0 1

0 0 1 1 1

0 1 0 0 1

0 1 0 1

0 1 1 0 1

0 1 1 1

Ny oppgaveløsning !

CD

AB00 01 11 10

00

01

11

10

Fyll ut Karnaugh-diagrammet på bakgrunn av sannhetstabellen og finn det forenklede funksjonuttrykket:

A B C D E F

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

1 1 0 0

1 1 0 1 1

1 1 1 0

1 1 1 1 1

A B C D E F

0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 0

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1 1

0 1 1 0

0 1 1 1 1Sann

hets

tabe

ll

CD

AB00 01 11 10

00

01 1 1

11 1 1

10

Fyll ut Karnaugh-diagrammet på bakgrunn av sannhetstabellen og finn det forenklede funksjonuttrykket:

A B C D E F

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

1 1 0 0

1 1 0 1 1

1 1 1 0

1 1 1 1 1

A B C D E F

0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 0

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1 1

0 1 1 0

0 1 1 1 1Sann

hets

tabe

ll

Kan du forenkle funksjonuttrykket med Boolsk algebra:

F = ABCD + ABCD + ABCD + ABCDF = ABD (C+C) + ABD (C+C)F = ABD + ABDF = BD (A+A)F = BD

Tilleggsdokumentasjon til forelesning om fordelingsnett, jeg bare snakket litt om dette:

Prøve

Emne 5DigitalteknikkAnalog elektronikk

Avslutningsprøve høstsemester WEB-klasse BYAU 2015 / 2018

Fag: Emne 5: Digitalteknikk og analog elektronikk

Antall oppgaver: 7 / 11

Faglærer elektro: Sven Åge [email protected]

Dato: Dato: 21/12- 2016

Prøven inneholder .GIF-bilder, i oppgave 9, så bruk .pptx-filen i Fronter for å simulere denne.

Varighet: 1600 – 2000

Hjelpemidler: Alle

Klasse:

BYAU 2015 /2018

FAGSKOLEN TELEMARK

DIGITALTEKNIKK

OPPGAVE 1: Digitalteknikk

a) Hvor mange bits er det i 1 byte ?

b) Skriv det desimale tallet 15 på binær form.

c) Skriv det desimale tallet 255 på binær form.

d) Skriv det desimale tallet 65535 på binær form.

e) Skriv det desimale tallet 65535 på heksadesimal form.

f) Hva mange bytes er det i en KB ?

g) Hvor mange KB er det i en MB ?


Lag sannhetstabell for hver av disse logisk portene og tegn også symbolet for hver av disse logiske portene:

a) OG

b) ELLER

c) IKKE

d) NOG

e) NELLER

f) Hva heter disse 5 logiske portene på engelsk ?


Skriv en liste med navnene / funksjon til disse komponentene:

CD

AB00 01 11 10

00

01

11

10

Fyll ut Karnaugh-diagrammet på bakgrunn av sannhetstabellen og fortsett på neste side:

A B C D E F

1 0 0 0

1 0 0 1 1

1 0 1 0 1

1 0 1 1 1

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 0 1

1 1 1 1

A B C D E F

0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 0 1

0 0 1 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0 1

0 1 1 1 1

Sann

hets

tabe

ll fo

r en

funk

sjon

OPPGAVE 4 a): Digitalteknikk

OPPGAVE 4 b): DigitalteknikkKarnaughdiagrammet er en grafisk fremstilling av funksjonsuttrykket.Hensikten med Karnaughdiagrammet er å forenkle funksjonsuttrykket mest mulig..

a) Les ut funksjonsuttrykket for det røde området. (4 ruter)

b) Les ut funksjonsutrykket for grønne området. (4 ruter)

c) Skriv opp funksjonsuttrykket for det grønne området og bruk boolsk algebra til å forenkle funksjonsuttrykket mest mulig.

00

01

11

10

AB

CD


Tegn en logisk krets med porter / vippe for signal til start / stopp av en motor.Kretsen skal ha selvholdingsfunkjon, dvs huske når startsignal er gitt.

Inngangssignaler er: START, STOPP og VERNUtgangssignal er: DRIFT MOTOR

OPPGAVE 6: Digitalteknikk: BOOLSK ALGEBRA OG FORENKLINGKAN DU FORENKLE FUNKSJONSUTTRYKKENE MEST MULIG:

Husk at f.eks (B+B) = 1

a) Q = ABCD + ABCD =

b) Q = ABCD + ABCD =

c) Q = ABCD + ABCD + ABD =


a) Hva slags logisk funksjon utfører denne kretsen ?

b) Skiv opp sannhetstabellen for denne kretsen:

ANALOG ELEKTRONIKK

OPPGAVE 8: Analog elektronikk

a) Tegn kretssymbolet for en BJT NPN-transistor og angi navnet på hver terminal i tegningen. BJT = Bipolar Junction Transistor

b) Tegn kretssymbolet for en BJT PNP-transistor og angi navnet på hver terminal i tegningen. BJT = Bipolar Junction Transistor

c) Tegn kretssymbolet for en diode og angi navnet på terminalene på tegningen.

d) Tegn kretssymbolet for en zenerdiode og angi navnet på terminalene på tegningen.

e) Hva kan en diode brukes til ?

f) Hva kan en zenerdiode brukes til ?

Ic

Ib

Ie

OPPGAVE 9: Analog elektronikk.

a) Nevn 2 funksjoner som transistorer brukes til.

b) Redegjør for hvordan denne kretsen fungerer.

c) Redegjør for forholdene mellom

de 3 strømmene Ic, Ib og Ie i transistoren.

d) Beregn ca størrelse på strømmen gjennom R Lim. Forutsett at UBE = +0,7VDC og UCE = +0,3VDC

e) Hva står forkortelsen LED for ?

f) Hva er typisk spenningsfall over en rød LED som lyser normalt ?


a) Se figur A og figur B på neste side. Hva kalles kretsen i figur A på norsk ? Hva kalles kretsen i figur B på norsk ?

b) Skriv formelen for Uut på kretsen i figur A.

c) Skriv formelen for Uut på kretsen i figur B.

d) Vout i figur A er koblet til Vin i figur B. Alle resistansene har verdien 68kΩ. Vi forutsetter at begge OP-AMP er spenningsforsynet med +15VDC og -15VDC. Hva blir spenningen ut fra operasjonsforsterkeren i figur B, hvis operasjonsforsterkeren i figur A tilføres spenningen +5VDC på Vin?

Figur A Figur B

VEDLEGG TIL OPPGAVE 10: Analog elektronikk

+5VDC

Hvis området er 0-5 VDCfor denne analog til digital-omformeren,hva er oppløsningen ? 0-5 VDC

ADC


Presisjonen eller oppløsning til et digitalt signal

a) Er bestemt av spenningene som benyttes for å kode ‘0’ og ‘1’

b) Er bestemt av antall bit i det digitale ordet

c) Er avhengig av samlingshastigheten

d) Er avhengig av klokkefrekvensen til det digitale systemet

OPPGAVE 12: Analog elektronikk DAC / ADC

AD-konvertering vil si

a) Å konvertere et dc-signal til et ac-signal

b) Å konvertere et ac-signal til et dc-signal

c) Å konvertere et digitalt signal til et analogt signal

d) Å konvertere et analogt signal til et digitalt signal

OPPGAVE 13: Analog elektronikk DAC / ADC


Skriv en liste med navnene til komponentene:


Skriv en liste med navnene til symbolene:


a) Se datablader på de 2 neste sidene. Du ønsker å likerette en spenning på 400V / 50 HZ. DC-spenningen skal brukes til å få en lysdiode på 20mA til å lyse når det er spenning. Hvilken type likeretterdiode ville du valgt og hvorfor ?

Velg diode 1N4001, 1N4002, 1N4003, 1N4004, 1N4005, 1N4006 eller 1N4007.

Tips: Hvor stor er spenningen ved maksimum / minimum ?

Hvor stor spenning tåler den valgte dioden i sperreretningen ?




Lyser lampa, hvis du kobler opp denne kretsen slik ? Begrunn svaret.


Vurder om design på denne kretsen er OK eller om du vil gjøre en forbedring:

Prøve

Emne 4Elektroteknikk AC

Avslutningsprøve høstsemester WEB-klasse BYAU 2015 / 2018

Fag: Del-emne 4: Elektroteknikk AC

Antall oppgaver: 11

Faglærer elektro: Sven Åge [email protected]

Dato: 21 desember 2016

Vedlegg: Varighet: 1600 – 2000

Hjelpemidler: Alle

Vis metode og utregninger

Klasse:

BYAU 2015 /2018

FAGSKOLEN TELEMARK

OPPGAVE 19: Elektroteknikk AC

a) Kan du redegjøre for grunnbegrepene AC og DC:b) Kan du også oppgi 3 typer elektrisk motstand.

Figur 1.


Kan du redegjøre for begrepet faseforskyvning. Er denne kretsen induktiv eller kapasitiv ?

Figur 2.

Kretsen på figur 1 er ubelastet og kapasitansen til kondensator C1 er 68μF.Effektivverdien til sinusspenningen på primærsiden av trafoen er 230VAC / 50Hz

a) Hva spenningen over kondensatoren C1 ? (Se figur 3 for å finne sekundærspenningen på trafoen)

b) Hva er periodetiden til AC-spenningen på sekundærsiden av trafoen ?

c) Hva er toppverdien til spenningen på primærsiden ?

d) Hva er toppverdien til spenningen på sekundærsiden ?

e) Tegn opp i et koordinatsystem: En periode av AC-spenningen på sekundærsiden, start i origo. Målsett X- og Y-aksen, spenning på Y-akse og tid på X-aksen.


Figur 3.


a) Kan du redegjøre for begrepet impedanstrekant.

b) Hvorfor skal denne trekanten være rettvinklet ?

c) Hvilken enhet for motstand bruker vi på hver av sidene på impedanstrekanten ?

d) Kan du tegne opp et eksempel på en impedanstrekant og skrive opp alle formlene du kjenner til som hører til denne trekanten.


a) En spole har verdien 100mH. Hvor stor er reaktansen i spolen hvis den påtrykkes en spenning på 230V / 50Hz ?

b) En kondensator har en kapasitans på 150μF. Hvor stor er reaktansen i kondensatoren hvis den påtrykkes en spenning på 127V/ 500Hz ?

c) To kondensatorer seriekobles. Kapasitansen til den ene er 10μF og den andre er 100μF. Hvor stor er seriekoblingens kapasitans ?

d) To spoler seriekobles. Induktansen til den ene er 10mH og den andre er 90mH. Hvor stor er seriekoblingens induktans ?


a) Er virkningsgrad det samme som effektfaktor ?b) Er en AC-motor induktiv eller kapasitiv last ?c) Kan du redegjøre for begrepet virkningsgraden til en motor:

Figur 4.


a) Kan du redegjøre for begrepet effekttrekant.

b) Hvorfor skal denne trekanten være rettvinklet ?

c) Hvilke enheter for effekt bruker vi på hver av vinkelsidene ?

d) Kan du tegne opp et eksempel på en effekttrekant og skrive opp alle formlene du kjenner til som hører til denne trekanten.


Vi har en seriekobling av en spole og en resistans. Spolen har en induktans på 8mH og resistansverdien til resistansen er 40 Ω.Seriekoblingen blir koblet til en vekselspenning på 5V / 500Hz.

a) Beregn reaktansen i kretsen.

b) Beregn impedansen i kretsen.

c) Beregn faseforskyvningsvinkelen.

d) Tegn impedanstrekanten for kretsen.

e) Hvor stor strøm går det i kretsen ?

f) Beregn det reaktive og resistive spenningsfallet i kretsen.


a) Hva heter dette fordelingssystemet ?

b) Forklar hva bokstavene i navnet betyr.

c) Hva skjer normalt i et slikt nett ved første jordfeil hvis anlegget ikke har jordfeilbrytere?

d) Dette fordelingsnettet er isolert fra jord. Kan du forklare hvordan det da er mulig at det kan gå en liten strøm mellom en fase og jord ved første jordfeil ?

Figur 5.


a) Hva heter dette fordelingssystemet i figur 6 ?

b) Forklar hva bokstavene i navnet betyr.

c) Hvordan kan du vite hvilken leder som er N ved å se på lederne ?

d) Hva skjer normalt i et slikt nett ved første jordfeil ?

Figur 6.


På en enfasemotor står det stemplet: 230V / 50Hz, P=900W, η=0,75 og cos Φ = 0,8

a) Hvor stor aktiv effekt trekker motoren fra nettet ?

b) Hvor stor strøm trekker motoren ved full last ?

c) Hvor stor er faseforskyvningsvinkelen til motoren ?

d) Hvor stor er den reaktive effekten til motoren ved full last ?

e) Tegn effekttrekanten for motoren.

Education

2016.12.21 host test og host repetisjon v20