Παρουσιάσεις στο ΗΜΥ203, 2015

Transcript

1 Παρουσιάσεις στο ΗΜΥ203, 2015 Πρόγραμμα Παρουσιάσεων Τετάρτης 18/11/2015 Παρουσίαση Ομάδας 1 Περιγράψτε αναλυτικά την πειραματική διαδικασία ελέγχου της γραμμικότητας στο πιο κάτω κύκλωμα. Έπειτα, υπολογίστε το Vth και Rth του ισοδύναμου κυκλώματος Thevenin αν η πηγή =12V και η V2=8V. Υπολογίστε επίσης την ισχύ στο φορτίο του απλοποιημένου κυκλώματος και στη συνέχεια κάντε τις απαραίτητες προσθήκες έτσι ώστε να πετύχετε μέγιστη μεταφορά ισχύος στο φορτίο. Δείξτε όλες τις ενέργειες και τους υπολογισμούς σας και υπολογίστε ξανά την ισχύ στο νέο σας φορτίο. R5 5k R6 12V 2k 10V R3 8k V2 8k 1k Rload 4k 3k Παρουσίαση Ομάδας 2 Δίνεται το πιο κάτω κύκλωμα. Υπολογίστε την συνολική αντίσταση καθώς και την τάση και το ρεύμα στο κάθε στοιχείο. Τέλος, υπολογίστε την ένδειξη του πολυμέτρου αν συνδεθεί για μέτρηση του ρεύματος της R5 και στη συνέχεια της R7. R7 6k R3 3k 2k R5 1k R6 6k 1.5k 15V Vs R8 3k 1.5k Παρουσίαση Ομάδας 3 Για = 6V, βρείτε θεωρητικά το Vth και Rth του ισοδύναμου κυκλώματος Thevenin. Θεωρήστε ότι η Ωμική αντίσταση του πηνίου έχει μετρηθεί και είναι 50Ω. Υπολογίστε την ισχύ στο φορτίο του απλοποιημένου κυκλώματος και στη συνέχεια κάντε τις απαραίτητες προσθήκες έτσι ώστε να πετύχετε μέγιστη μεταφορά ισχύος στο φορτίο. Δείξτε τις ενέργειες και τους υπολογισμούς που ακολουθήσατε και υπολογίστε ξανά την ισχύ στο νέο σας φορτίο.

2 10000 R L1 68mH R_Fortiou 8200 Παρουσίαση Ομάδας 4 Δίνεται το ακόλουθο κύκλωμα από το οποίο πρέπει να μετρήσετε τη σταθερά χρόνου Τc. Περιγράψτε με κάθε λεπτομέρεια τα βήματα (τη διαδικασία) που θα ακολουθήσετε για τον υπολογισμό του Τc. Σχεδιάστε την καμπύλη αποφόρτισης μαζί με τους 4 ενδείκτες (cursors) όπως αυτοί θα πρέπει να τοποθετηθούν για την μέτρηση του Τc με την καλύτερη δυνατή ακρίβεια C1 560p C2 390p Παρουσίαση Ομάδας 5 Έχετε στη διάθεση σας τα ακόλουθα στοιχεία: αντιστάσεις (από μία των) 2.2κΩ, 3.3κΩ, 10κΩ, 30κΩ, 33κΩ και ένα ποτενσιόμετρο των 20κΩ, καθώς και μία πηγή ΑC (ημίτονο) στα 6.5Vp-p. Σχεδιάστε ένα κύκλωμα με τα πιο πάνω διαθέσιμα στοιχεία το οποίο να δίνει στην έξοδο ενεργό (rms) τάση 1 Volt. Θα πρέπει επίσης το ολικό (rms) ρεύμα στο κύκλωμα να βρίσκεται μεταξύ 0.03mA και 0.04mA. Δείξτε στο κύκλωμα την τάση εξόδου και δηλώστε ποια είναι η αναμενόμενη ένδειξη του αμπερομέτρου αν αυτό συνδεθεί για μέτρηση του ολικού ρεύματος.

3 Πρόγραμμα Παρουσιάσεων Τετάρτης 25/11/2015 Παρουσίαση Ομάδας 6 Για = 12V, βρείτε θεωρητικά το Vth και Rth του ισοδύναμου κυκλώματος Thevenin. Θεωρήστε ότι η Ωμική αντίσταση του πηνίου έχει μετρηθεί και είναι 50Ω. Υπολογίστε την ισχύ στο φορτίο του απλοποιημένου κυκλώματος και στη συνέχεια κάντε τις απαραίτητες προσθήκες έτσι ώστε να πετύχετε μέγιστη μεταφορά ισχύος στο φορτίο. Δείξτε τις ενέργειες και τους υπολογισμούς που ακολουθήσατε και υπολογίστε ξανά την ισχύ στο νέο σας φορτίο. 1 L1 2 68mH R R_Fortiou 8200 R Παρουσίαση Ομάδας 7 Δίνεται το ακόλουθο κύκλωμα για το οποίο πρέπει να υπολογίσετε την ολική αντίσταση καθώς και όλα τα ρεύματα και τις τάσεις αν η πηγή είναι ημιτονοειδής στα 10 κηz με τάση Vp-p = 12V. Τέλος, υπολογίστε την ένδειξη του πολυμέτρου αν συνδεθεί για μέτρηση του ρεύματος της R6 και στη συνέχεια της R R R R R Παρουσίαση Ομάδας 8 Δίνεται το ακόλουθο κύκλωμα από το οποίο πρέπει να μετρήσετε τη σταθερά χρόνου Τc. Περιγράψτε με κάθε λεπτομέρεια τα βήματα (τη διαδικασία) που ακολουθήσατε για τον υπολογισμό του Τc. Σχεδιάστε την καμπύλη αποφόρτισης μαζί με τους 4 ενδείκτες (cursors) όπως αυτοί θα πρέπει να τοποθετηθούν για την μέτρηση του Τc με την καλύτερη δυνατή ακρίβεια. = 30κΩ, = 30κΩ, C = 0.33μF. C1 0

4 Παρουσίαση Ομάδας 9 Αν η γραμμή μεταφοράς αποτελείται από μια αντίσταση Rtr = 280Ω και ένα πηνίο Ltr = 11mH σε σειρά και σε αυτήν είναι συνδεδεμένο κάποιο φορτίο το οποίο παρουσιάζει αντίσταση Rload = 500Ω και επαγωγικότητα Lload = 23mH, υπολογίστε τον αρχικό συντελεστή ισχύος και στη συνέχεια προχωρήστε στις απαιτούμενες προσθήκες στο αρχικό κύκλωμα για να πετύχετε μέγιστη μεταφορά ισχύος στο φορτίο. Σχεδιάστε το νέο σας κύκλωμα με τη γραμμή μεταφοράς και το φορτίο προσθέτοντας τα νέα στοιχεία κατάλληλα στο φορτίο (χωρίς να αλλάξετε οποιαδήποτε από τα αρχικά στοιχεία). Η συχνότητα της πηγής σε αυτή την περίπτωση είναι 200Ηz. Τέλος εξηγήστε πως θα επιβεβαιώσετε πειραματικά ότι ο συντελεστής ισχύος = 1 στο τελικό σας κύκλωμα. Παρουσίαση Ομάδας Υπολογίστε τα στοιχεία ενός κυκλώματος συντονισμού σειράς για F0=603kHz και εύρος μισής ισχύος τα 10kHz αν η ωμική αντίσταση ισούται με 75Ω. 2. Υπολογίστε τον συντελεστή ποιότητας του κυκλώματος. 3. Αν αυτό το κύκλωμα πρέπει να έχει τη δυνατότητα να συντονίζει σε όλη την περιοχή των ΑΜ (από 540kHz μέχρι 1600kHz), υπολογίστε ποιο από τα στοιχεία του πρέπει να μεταβάλλεται και δώστε τις δύο ακραίες τιμές του για συντονισμό σε όλο το εύρος της περιοχής ΑΜ.

5 Πρόγραμμα Παρουσιάσεων Τετάρτης 02/12/2015 Παρουσίαση Ομάδας 11 Έχετε στην διάθεση σας αντιστάσεις με τις ακόλουθες τιμές: 1κΩ, 2.2κΩ, 3.3κΩ, 8.2κΩ, 10κΩ, 12κΩ, 30κΩ, καθώς και ένα ποτενσιόμετρο 20κΩ. Έχετε στην διάθεση σας εναλλασσόμενη πηγή συχνότητας 900Hz και τάση Vpp=10V. Σχεδιάστε ένα κύκλωμα με διαιρέτη ρεύματος έτσι ώστε το Ιολικό (rms τιμή) να είναι από 300μΑ μέχρι 400μΑ και το ρεύμα στον ένα κλάδο να είναι τετραπλάσιο του άλλου κλάδου (Ι = 4 I) Παρουσίαση Ομάδας Με ποιο τρόπο μπορούμε να αποδείξουμε μέσα στο εργαστήριο (βάσει των όσων έχετε διδαχτεί) ότι η ορθότητα του πολυμέτρου που δίνεται από τον κατασκευαστή είναι ορθή; 2. Με ποιο τρόπο μπορούμε να υπολογίσουμε την εσωτερική αντίσταση ενός πολυμέτρου κατά τη μέτρηση τάσης και ρεύματος; Δώστε παράδειγμα. 3. Αναφέρετε αναλυτικά τις ενέργειες που απαιτούνται για να ρυθμίσετε την γεννήτρια συναρτήσεων ώστε να δίνει στην έξοδο της τετραγωνικό σήμα με συχνότητα 12kΗz και πλάτος Vp-p = 2V με μετατόπιση (DC-offset) 1V. Εξηγείστε επίσης με κάθε λεπτομέρεια πως θα επιβεβαιώσετε τα χαρακτηριστικά του σήματος εξόδου καθώς και το μέγεθος της μετατόπισης που προκαλεί το +1V DC στο AC σήμα. 4. Εξηγήστε με κάθε λεπτομέρεια πως θα ρυθμίσετε ΜΟΝΟ το πλάτος ενός ημιτονικού σήματος (στην έξοδο της γεννήτριας) στα 0.3Vp-p εάν έχετε μόνο πολύμετρο και όχι παλμογράφο (εξηγήστε και το πως θα συνδεθούν οι 2 συσκευές). 5. Εξηγήστε γιατί το πλάτος της εξόδου στη γεννήτρια συχνοτήτων πρέπει πάντοτε να ρυθμίζεται με το φορτίο συνδεδεμένο. Δώστε παράδειγμα. Παρουσίαση Ομάδας Εξηγήστε γιατί είναι απαραίτητο οποιαδήποτε συσκευή με μεταλλικό μέρος να είναι γειωμένη και να υπάρχει στην ηλεκτρική εγκατάσταση το αυτόματο. Αναφέρετε επίσης ποιος είναι ο τρόπος ελέγχου καλής λειτουργίας της γείωσης και του αυτόματου σε οποιοδήποτε ηλεκτρική εγκατάσταση. 2. Ποιες οι διαφορές στην προστασία που παρέχει ένα MCB σε σχέση με το RCD (το οποίο είναι πλέον απαραίτητο); Πότε θα διακοπεί η παροχή ρεύματος από το MCB και πότε από το RCD; 3. Εξηγήστε πως επιτυγχάνεται η προστασία του κυκλώματος αλλά και του χειριστή μέσω του τροφοδοτικού συνεχούς τάσης του εργαστηρίου. 4. Εάν o H.Y. σας καταναλώνει 90W, υπολογίστε πόσο κοστίζει ετησίως αν τον χρησιμοποιείτε για 6 ώρες καθημερινά. Η Α.Η.Κ. χρεώνει συνολικά 0.21 ευρώ ανά kwh. 5. Εάν το κινητό σας χρειάζεται κατά μέσο όρο 170μW, υπολογίστε την αυτονομία του μετά από μια πλήρη φόρτιση. Η μπαταρία σας είναι στα 4.5 Volts και η χωρητικότητά της αγγίζει τα 2750mAh.

6 Παρουσίαση Ομάδας Αναφέρετε με λεπτομέρεια τις ενέργειες που μπορούμε να κάνουμε για μείωση της αβεβαιότητας σε μια μέτρησης τάσης στο εργαστήριο η οποία πραγματοποιείται με τον παλμογράφο; Υπάρχει δυνατότητα να μηδενιστεί η αβεβαιότητα μιας μέτρησης με τον παλμογράφο στο εργαστήριο ΛΑ Με πόσα δεκαδικά ψηφία πρέπει να γράψουμε το αποτέλεσμα μιας μέτρησης εάν η μέση μετρημένη τιμή είναι V και η μέγιστη αβεβαιότητα είναι V; Δώστε το αποτέλεσμά σας στην μορφή α +/- β. 3. Τρείς διαδοχικές μετρήσεις τάσης (Vp-p), από το Measure του παλμογράφου, στο ίδιο σημείο του κυκλώματος δίνουν , και Volts. Γράψτε το αποτέλεσμα της μέτρησης στη μορφή α +/- β κρατώντας τα δεκαδικά ψηφία που απαιτούνται (βάσει της χειρότερης αβεβαιότητας). 4. Περιγράψτε αναλυτικά τη διαδικασία μέτρησης της σταθεράς χρόνου στο πιο κάτω κύκλωμα χρησιμοποιώντας την 1 η μέθοδο. Μαζί με την περιγραφή σας, σχεδιάστε (α) το κύκλωμα που θα υλοποιήσετε στο breadboard με τον παλμογράφο και τη γεννήτρια συνδεδεμένα στο κύκλωμα και (β) οποιεσδήποτε γραφικές κρίνετε εσείς χρήσιμες για να δείξετε ξεκάθαρα τη διαδικασία μέτρησης του Τc. Δώστε επίσης τις ρυθμίσεις της γεννήτριας καθώς και αυτές του παλμογράφου για να εμφανίζεται στην οθόνη τουλάχιστο μια πλήρης φόρτιση και μια αποφόρτιση αλλά όχι πάνω από 3 αποφορτίσεις. Παρουσίαση Ομάδας 15 Έχετε στην διάθεση σας αντιστάσεις με τις ακόλουθες τιμές: 1κΩ, 2.2κΩ, 3.3κΩ, 8.2κΩ, 10κΩ, 12κΩ, 30κΩ, ένα ποτενσιόμετρο των 5κΩ, καθώς και μία πηγή DC στα 7V. Σχεδιάστε ένα κύκλωμα με τα πιο πάνω διαθέσιμα στοιχεία το οποίο να δίνει στην έξοδο οποιαδήποτε τάση μεταξύ 3.8 και 3.95 Volts. Θα πρέπει επίσης το ολικό ρεύμα στο κύκλωμα να βρίσκεται μεταξύ 0.5mA και 0.7mA. Παρουσίαση Ομάδας 16 Για = 6V, βρείτε θεωρητικά το Vth και Rth του ισοδύναμου κυκλώματος Thevenin. Θεωρήστε ότι η Ωμική αντίσταση του πηνίου έχει μετρηθεί και είναι 50Ω. Υπολογίστε την ισχύ στο φορτίο του απλοποιημένου κυκλώματος και στη συνέχεια κάντε τις απαραίτητες προσθήκες έτσι ώστε να πετύχετε μέγιστη μεταφορά ισχύος στο φορτίο. Δείξτε τις ενέργειες και τους υπολογισμούς που ακολουθήσατε και υπολογίστε ξανά την ισχύ στο νέο σας φορτίο R L1 68mH R_Fortiou 8200