(( ) ( )) ΤΜΗΜΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ Μάθημα: Ηλεκτροτεχνία Ι Διδάσκων: Α. Ντούνης. Α Ομάδα ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ ΑΜ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ 5/2/2014. Διάρκεια εξέτασης: 2,5 ώρες

Transcript

1 ΤΜΗΜΑ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ Μάθημα: Ηλεκτροτεχνία Ι Διδάσκων: Α Ντούνης Α Ομάδα ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ ΑΜ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ 5//014 Θέμα 1 ο (0 μόρια) Διάρκεια εξέτασης:,5 ώρες α) Να υπολογιστεί η ισοδύναμη αντίσταση για το παρακάτω κύκλωμα Δίνονται: 1 = 5 Ω, = 30 Ω, 3 = 3 Ω, 4 = 9 Ω, 5 = 18 Ω, 6 = 0 Ω, 7 = 5 Ω, 8 = 10Ω (( ) ( )) = 6 / / / / 5 / / = 0 Ω β) Να υπολογιστεί το ρεύμα και την τάση με τη χρήση του διαιρέτη ρεύματος και του νόμου του Ohm Δίνονται: 1 = 1 Ω, = Ω, = 0A = = 10 A +, = = = 0 + γ) Να υπολογιστεί το ρεύμα και την τάση με τη χρήση του διαιρέτη τάσης και του νόμου του Ohm Δίνονται: 1 = 1 Ω, = 3 Ω, 3 = Ω, 1 = 10 1

2 = = , = = 0 Θέμα ο (4 μόρια) Χρησιμοποιήστε τη μέθοδο των κόμβων (ΜΚ) για την ανάλυση του ακόλουθου κυκλώματος, αφού πρώτα γίνουν οι κατάλληλες μετατροπές πηγών Να γραφούν οι εξισώσεις των κόμβων σε μητρική μορφή Μετασχηματίζουμε τις πηγές τάσης 1 και σε πηγές ρεύματος με Ι 1 = 1 / 1 και Ι = / 4 Εφαρμογή του νόμου των ρευμάτων του Kirchhoff στους κόμβους α, β και γ G4 + G5 G4 0 γ G G + G G = β 3 0 G3 G1 + G + G 3 α 1 3 Θέμα 3 ο (8 μόρια) Χρησιμοποιήστε τη μέθοδο των απλών βρόχων (ΜΑΒ) για την ανάλυση του ακόλουθου κυκλώματος α) Να υπολογιστούν τα ρεύματα που διαρρέουν τις αντιστάσεις και 3 β) Να βρείτε το φορτίο που αποκτά ο πυκνωτής και την πολικότητά του γ) Να υπολογίσετε την ενέργεια του πυκνωτή Δίνονται: 1 = 3 Ω, = 5 Ω, 3 = 5 Ω, 1 = 4, = 8, 3 = 3, C = 6µ F

3 α) Στον βρόχο με τον πυκνωτή το ρεύμα Ι 3 = 0 Εφαρμογή της μεθόδου ΜΑΒ στους δύο απλούς βρόχους: = 1 = 101 A = και = 138 A = β) Νόμος τάσεων του Kirchhoff στον βρόχο με τον πυκνωτή: C = + 3 = 11, Q = CC = 66 µ F Ο πάνω οπλισμός του πυκνωτή φορτίζεται αρνητικά και ο κάτω οπλισμός θετικά γ) Ενέργεια στο πυκνωτή: 1 U = QC = 363 µ J Θέμα 4 ο (8 μόρια) Δίνεται το ακόλουθο κύκλωμα α) Να βρείτε το ισοδύναμο κατά Thevenin κύκλωμα από τους ακροδέκτες Α και Β β) Να υπολογίσετε την τιμή της αντίστασης L έτσι ώστε να έχουμε μέγιστη μεταφορά ισχύος σε αυτήν και στη συνέχεια να υπολογίσετε τη μέγιστη αυτή ισχύ α) Θεωρούμε το φορτίο L αποσυνδεδεμένο Βραχυκυκλώνουμε την πηγή 1 και υπολογίζουμε την ισοδύναμη αντίσταση : ( ) TH = = / / + / /

4 Εφαρμογή της μεθόδου ΜΑΒ στους δύο απλούς βρόχους: = ( ) και 1 = = ή = = TH 3 1 TH 4 β) Από το θεώρημα της μέγιστης μεταφοράς ισχύος στο φορτίο έχουμε: TH L = TH και Pma = 4 TH Β Ομάδα ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ ΑΜ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ 5//014 Θέμα 1 ο (0 μόρια) Διάρκεια εξέτασης:,5 ώρες α) Να υπολογιστεί η ισοδύναμη αντίσταση για το παρακάτω κύκλωμα Δίνονται: = 100 Ω, 1 = 10 Ω, = 0Ω { { ( ( ) ) } ( ) } = / / + + / / + + / / / / / / 68 Ω 4

5 β) Να υπολογιστεί το ρεύμα και την τάση με τη χρήση του διαιρέτη ρεύματος και του νόμου του Ohm Δίνονται: 1 = Ω, = 4 Ω, 3 = 8 Ω, = 14A + = ( ) = 16 3 = = 1 A, γ) Να υπολογιστεί το ρεύμα και την τάση με τη χρήση του διαιρέτη τάσης και του νόμου του Ohm Δίνονται: 1 = 1 Ω, = 4 Ω, 3 = Ω, 1 = 1 = = ( / / 3 ) 1 = = 3 6 A Θέμα ο (4 μόρια) Χρησιμοποιήστε τη μέθοδο των κόμβων (ΜΚ) για την ανάλυση του ακόλουθου κυκλώματος, αφού πρώτα γίνουν οι κατάλληλες μετατροπές πηγών Να γραφούν οι εξισώσεις των κόμβων σε μητρική μορφή Μετασχηματίζουμε την πηγή τάσης 3 σε πηγή ρεύματος με Ι 3 = 3 / 3 5

6 Εφαρμογή του νόμου των ρευμάτων του Kirchhoff στους κόμβους α, β και γ G4 + G5 G4 0 γ G G + G G = β 3 0 G3 G1 + G + G 3 α 1 3 Θέμα 3 ο (8 μόρια) Χρησιμοποιήστε τη μέθοδο των απλών βρόχων (ΜΑΒ) για την ανάλυση του ακόλουθου κυκλώματος α) Να υπολογιστούν τα ρεύματα στους κλάδους του κυκλώματος β) Να βρείτε την τάση γ) Να δείξετε ότι η ισχύς που παρέχεται στο κύκλωμα είναι ίση με την ισχύ που καταναλώνεται Δίνονται: 1 = 15 Ω, = 3 Ω, 3 = 3 Ω, 1 = 5, = 10, 3 = 0 α) Εφαρμογή της Μεθόδου των Απλών Βρόχων: = = 1 = 1515 A, ' = 3 = 409 A και = ' = 576 A 3 6 ' 0 β) = = 77 γ) P = 3448 W, P = 1989 W, P = W, P = 1515 W 1 3 P = P = W, P = 818 W ΠΡΟΣΦ ΚΑΤΑΝ ΠΡΟΣΦ 1 3 P = P 1196 W 6

7 Θέμα 4 ο (8 μόρια) Δίνεται το ακόλουθο κύκλωμα Δίνονται: 1 = 5 Ω, = 0 Ω, 3 = 8 Ω, 4 = 1 Ω, 1 = 7 α) Να βρείτε το ισοδύναμο κατά Thevenin κύκλωμα από τους ακροδέκτες Α και Β β) Να υπολογίσετε την τιμή της αντίστασης L έτσι ώστε να έχουμε μέγιστη μεταφορά ισχύος σε αυτήν και στη συνέχεια να υπολογίσετε τη μέγιστη αυτή ισχύ α) Θεωρούμε το φορτίο L αποσυνδεδεμένο Βραχυκυκλώνουμε την πηγή 1 και υπολογίζουμε την ισοδύναμη αντίσταση : ( ) = TH = 5 / /0 + 8 / /1 = 6Ω Εφαρμογή της μεθόδου ΜΑΒ στους δύο απλούς βρόχους: = 1 = 3 A, = 06 A = = = 648 TH 1 β) Από το θεώρημα της μέγιστης μεταφοράς ισχύος στο φορτίο έχουμε: TH L = 6 Ω και Pma = = 1836 W 4 7 TH