HMY 102 Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Σχετικά έγγραφα
HMY 102 Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

HMY 102 Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Μεταβατική Ανάλυση - Φάσορες. Κατάστρωση διαφορικών εξισώσεων. Μεταβατική απόκριση. Γενικό μοντέλο. ,, ( ) είναι γνωστές ποσότητες (σταθερές)

Ηλεκτρική και Μηχανική ταλάντωση στο ίδιο φαινόμενο

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ: ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1η (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 21/10/12

HMY 102 Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Α ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ-ΤΖΑΓΚΑΡΑΚΗΣ ΓΙΑΝΝΗΣ-KΥΡΙΑΚΑΚΗΣ ΓΙΩΡΓΟΣ

Φυσική για Μηχανικούς

α) = β) Α 1 = γ) δ) Μονάδες 5

ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

Ε Ρ Ω Τ Η Σ Ε Ι Σ Σ Τ Ι Σ Φ Θ Ι Ν Ο Υ Σ Ε Σ Τ Α Λ Α Ν Τ Ω Σ Ε Ι Σ

ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ & ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Φυσική για Μηχανικούς

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

HMY 102 Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Φυσικά μεγέθη στα 3 ανάλογα συστήματα

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ: ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

Στο μαγνητικό πεδίο του πηνίου αποθηκεύεται ενέργεια. Το μαγνητικό πεδίο έχει πυκνότητα ενέργειας.

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 1 ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΕΧΕΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΘΕΙ ΑΝΑ ΕΝΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΑΝΑ ΤΥΠΟ ΓΙΑ ΔΙΕΥΚΟΛΥΝΣΗ ΤΗΣ ΜΕΛΕΤΗΣ ΣΑΣ ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΣΤΗ ΠΡΟΣΠΑΘΕΙΑ ΣΑΣ ΚΙ 2014

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ: ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΚΑΙ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ 4/11/2012

Ένα σύστημα εκτελεί ελεύθερη ταλάντωση όταν διεγερθεί κατάλληλα και αφεθεί στη συνέχεια ελεύθερο να

5. Αυτεπαγωγή-Χωρητικότητα Inductance Capacitance

HMY 102 Ανασκόπηση της μεταβατικής ανάλυσης Πρωτοτάξια κυκλώματα (RL και RC)

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 2 ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΟ ΓΕΝΙΚΟ ΠΛΑΝΟ 2019Κ7-1

Οι ταλαντώσεις των οποίων το πλάτος ελαττώνεται με το χρόνο και τελικά μηδενίζονται λέγονται φθίνουσες

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

ΛΥΣΕΙΣ. Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ο : ΣΥΝΤΟΝΙΣΜΟΣ ΑΠΛΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ

ΘΕΜΑ 1ο 1.1 Να γράψετε στο τετράδιό σας τα φυσικά μεγέθη από τη Στήλη Ι και, δίπλα σε καθένα, τη μονάδα της Στήλης ΙΙ που αντιστοιχεί σ' αυτό.

ΕΝΟΤΗΤΑ 3: ΦΘΙΝΟΥΣΕΣ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ

Στοιχεία R, L, C στο AC

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

3. Κεφάλαιο Μετασχηματισμός Fourier

HMY 102 Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Κυκλώματα με ημιτονοειδή διέγερση

ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

HMY 102 Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 3 ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ. Το ιδανικό κύκλωμα LC του σχήματος εκτελεί αμείωτες ηλεκτρικές ταλαντώσεις, με περίοδο

Παρατηρήσεις σε Θέματα Α. Επιλεγμένα θέματα από το study4exams, για τα οποία δίδονται επεξηγήσεις

ΘΕΜΑ A Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Ασκήσεις Εμπέδωσης Μηχανικ ές ταλαντώέ σέις

Παράδειγμα 14.2 Να βρεθεί ο μετασχηματισμός Laplace των συναρτήσεων

β. ίδια κατεύθυνση με το μέτρο της γωνιακής ταχύτητας της Α διπλάσιο από το μέτρο της γωνιακής ταχύτητας της Β

0 f(t)e st dt. L[f(t)] = F (s) =

Ανάλυση και υλοποίηση ταλαντωτή τύπου Colpitts

( ) = ( ) Ηλεκτρική Ισχύς. p t V I t t. cos cos 1 cos cos 2. p t V I t. το στιγμιαίο ρεύμα: όμως: Άρα θα είναι: Επειδή όμως: θα είναι τελικά:

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ. Κυκλώστε τη σωστή απάντηση

ΔΙΑΓΩΝΙΜΑ: Γ ΣΑΞΗ ΛΤΚΕΙΟΤ

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Περιεχόμενα. Πρόλογος...13

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

2π 10 4 s,,,q=10 6 συν10 4 t,,,i= 10 2 ημ 10 4 t,,,i=± A,,, s,,,

2 ο Επαναληπτικό διαγώνισμα στο 1 ο κεφάλαιο Φυσικής Θετικής Τεχνολογικής Κατεύθυνσης (Μηχανικές και Ηλεκτρικές ταλαντώσεις)

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ

Φυσική για Μηχανικούς

ΘΕΜΑΤΑ : ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ: ΚΕΦΑΛΑΙΑ

ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΙΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ

HMY 102 Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Κεφάλαιο 26 DC Circuits-Συνεχή Ρεύματα. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

ΒΑΘΜΟΣ : /100, /20 ΥΠΟΓΡΑΦΗ:.

Κύκλωμα RLC σε σειρά. 1. Σκοπός. 2. Γενικά. Εργαστήριο Φυσικής IΙ - Κύκλωμα RLC σε σειρά

s. Η περίοδος της κίνησης είναι:

απόσβεσης, με τη βοήθεια της διάταξης που φαίνεται στο διπλανό σχήμα. Η σταθερά του ελατηρίου είναι ίση με k = 45 N/m και η χρονική εξίσωση της

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

δ. έχουν πάντα την ίδια διεύθυνση.

Περιεχόμενα. Πρόλογος...13

Φυσική Γ' Θετικής και Τεχνολογικής Κατ/σης

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ / Γ ΕΠΑΛ ΣΕΙΡΑ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 27/01/2013

Ανάλυση Κυκλωμάτων. Φώτης Πλέσσας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Εργαστηριακή Άσκηση 2. Μεταβατικά φαινόμενα

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ

ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΜΕ ΑΠΟΣΒΕΣΗ ΚΑΙ ΔΙΕΓΕΡΣΗ

6η Εργασία στο Μάθημα Γενική Φυσική ΙΙΙ - Τμήμα Τ1 Ασκήσεις 6 ου Κεφαλαίου

( ) = Ae + ω t + Be ω t ασταθές σημείο ισορροπίας ( ) = Asin( ωt) + Bcos( ωt) ευσταθής ισορροπία

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΣΤΙΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΜΕΤΑΓΩΓΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΟΝΟΜ/ΜΟ: ΤΜΗΜΑ: ΘΕΜΑ 1 Ο. 1 ο κεφάλαιο: «ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ» 1.1 Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση: F(N) x(m) 1.2 Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση:

Ταλαντωτές. Ηλεκτρονική Γ Τάξη Β εξάμηνο Μάρτιος 2011 Επ. Καθ. Ε. Καραγιάννη

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗΝ ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Θέµατα Φυσικής Θετικής & Τεχν. Κατ/νσης Γ Λυκείου 2000 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Θέµατα Φυσικής Θετικής & Τεχν.Κατ/νσης Γ Λυκείου 2000 ÈÅÌÅËÉÏ

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ. . Σύµφωνα µε την αρχή της επαλληλίας των κινήσεων, η αποµάκρυνση του σώµατος κάθε στιγµή, όπου: εφθ =

Γραμμικά Κυκλώματα β τάξης

ΒΑΘΜΟΣ : /100, /20 ΥΠΟΓΡΑΦΗ:.

Αρµονικοί ταλαντωτές

Διαγώνισμα Φυσική Κατεύθυνσης Γ Λυκείου

Transcript:

HMY Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων Δρ. Σταύρος Ιεζεκιήλ iezekiel@ucy.ac.cy Green Park, Γραφείο Τηλ. 899 Διάλεξη 9 Το κύκλωμα ένα σύστημα δεύτερης τάξης V V Από τις προηγούμενες διαλέξεις και φροντιστήρια Βηματική απόκριση ( & ) i() i() () Ο διακόπτης κλείνει όταν () V V τ τ 3τ 4τ / G ( ) V e ( ) / V e V i( ) e / Time V i( ) / e / τ τ 3τ 4τ Time Φυσική απόκριση ( & ) Α V Β i() () V ( ) V e τ τ 3τ 4τ Time / V i( ) e / Στα πιο πάνω κυκλώματα, η γενική λύση έχει την μορφή x( ) x x( ) x f / x x e f Αρχική τιμή της μεταβλητής x του κυκλώματος Ο διακόπτης είναι στη θέση Α για μεγάλο χρονικό διάστημα. Κατά τη χρονική στιγμή =, ο διακόπτης συνδέεται με τον κόμβο Β. Ι Α Β () i () I / i ( ) I e / τ τ 3τ 4τ Time ( ) I e / 3 x ( ) x f Τελική τιμή της μεταβλητής x του κυκλώματος (σταθερή κατάσταση) Σταθερά χρόνου 4

Φυσική απόκριση () i Q co φυσική συχνότητα i Q in I i in I Q IVI i Q co V co V co Q /V 5 IV apacior: urren lea olage by 9 VI Inucor: Volage lea curren by 9 6 Το κύκλωμα αρμονικός ταλαντωτής Μάζαελατήριο Mapring Εκκρεμές Penulum Διάλεξη 9 Το κύκλωμα Θέματα της διάλεξης Kύκλωμα hp://www.greenanwhie.ne/~chbu/lc_ocillaor.hm 7 Το κύκλωμα Απόσβεση Χαρακτηριστική εξίσωση 8

Απόσβεση (amping) Στην πραγματικότητα, όλα τα συστήματα περιλαμβάνουν κάποιες απώλειες (loe). Οι απώλειες αυτές οδηγούν σε απόσβεση (amping). Για τον ταλαντωτή, θα υπάρξουν ωμικές απώλειες. Έτσι, το μοντέλο μας πρέπει να περιλαμβάνει μια αντίσταση. i αποσβεστήρας Μετά από μία αρχική μετατόπιση από τη θέση ισορροπίας, η μάζα θα ταλαντώνεται. Λόγω της απώλειας, το πλάτος της ταλάντωσης θα αποσυντεθεί στο μηδέν στη σταθερή κατάσταση Νόμο τάσης του Kirchhoff 9 Φυσική απόκριση ( σε σειρά) i i Ο διακόπτης είναι ανοικτός μέχρι =. Το αρχικό φορτίο στον πυκνωτή είναι. i Λύνουμε: Δοκιμαστική λύση: e Tο είναι μιγαδικός αριθμός. (Είναι η μεταβλητή aplace.) e e e j Δεύτερης τάξης διαφορική εξίσωση () () Χαρακτηριστική εξίσωση σε σειρά haraceriic euaion erie (3)

Φυσική απόκριση (παράλληλο ) ( ) Χ i ( ) ( ) = αρχική τάση στα άκρα του i( ) = αρχικό ρεύμα του Λύνουμε: Δοκιμαστική λύση: e i( ) Ο νόμος ρεύματος του Kirchhoff εφαρμόζεται στον κόμβο Α (4) Χαρακτηριστική εξίσωση παράλληλο haraceriic euaion parallel (5) 3 4 Δεύτερης τάξης διαφορική εξίσωση Χαρακτηριστική εξίσωση σε σειρά παράλληλο σε σειρά παράλληλο Οι παραπάνω εξισώσεις έχουν την ίδια μαθηματική μορφή Οι παραπάνω εξισώσεις έχουν την ίδια μαθηματική μορφή x x x (6) (6) Δοκιμαστική λύση: x x e συχνότητα Neper γωνιακή συχνότητα συντονισμού Θα δείτε ότι υπάρχουν δύο τμήματα στη λύση, π.χ. x xe xe Καθορίζει την εξασθένηση των ταλαντώσεων Καθορίζει τη συχνότητα των ταλαντώσεων 5 6

Η εξίσωση Είναι πολύ σημαντική εξίσωση στον τομέα της ηλεκτρολογίας, διότι περιγράφει τη συμπεριφορά πολλών συστημάτων. Θα το δούμε και πάλι στο μάθημα Συστήματα και Σήματα, όπου θα είναι στην πιο κάτω μορφή περιγράφει ένα σύστημα δεύτερης τάξης (econorer yem) Λύνοντας την χαρακτηριστική εξίσωση (6), μας δίνει τις χαρακτηριστικές ρίζες (characeriic roo). 4 4 (7) συντελεστής αποσβέσεως (amping facor) Έτσι, οι δύο ρίζες είναι (8) (9) και η γενική λύση της διαφορικής εξίσωσης είναι x xe xe () 7 όπου οι συντελεστές x & x βρίσκονται από τις οριακές συνθήκες. 8 Όταν δεν υπάρχει αντίσταση, καταλήγουμε στο κύκλωμα Οι τρεις βασικές λύσεις της χαρακτηριστικής εξίσωσης j j Όταν έχουμε αντίσταση Όταν έχουμε έναν όρο της μορφής τότε γνωρίζουμε ότι ο όρος εντός της τετραγωνικής ρίζας μπορεί να είναι θετικός, μηδέν ή αρνητικός. σε σειρά θετικός παράλληλο G j φανταστικός 9

Πρώτη περίπτωση υπεραπόσβεση (oerampe) Καμία ταλάντωση. Η λύση μειώνεται εκθετικά. Δύο πραγματικές (αλλά διαφορετικές) αρνητικές ρίζες Ειδικότερα, εάν η συχνότητα Neper (απόσβεση) είναι πολύ μεγαλύτερη από την συχνότητα συντονισμού, έχουμε x x exp x exp x x exp exp αργή πτώση γρήγορη πτώση e 4 Παράδειγµα: 3 6 e Δεύτερη περίπτωση Κρίσιμη απόσβεση (criical amping) Δύο πραγματικές αρνητικές ρίζες με την ίδια τιμή Volage (V) 4 4 6 8..4.6.8. Time () Πώς μπορούμε να ερμηνεύσουμε αυτό το αποτέλεσμα; Εξετάζουμε και πάλι την διαφορική εξίσωση δεύτερης τάξης Επειδή έχουμε x x x x x x 3 4

x x x x Ae x A e x e x x x x x A e x y y x y x A B e x x A Be Και πάλι βλέπουμε ότι υπάρχει μια εκθετική πτώση. y Ae x Ae x Η σταθερά χρόνου ισούται με 5 6 Παράδειγµα: Τρίτη περίπτωση υπό απόσβεση (unerampe) 3 Δυο μιγαδικές ρίζες Volage (V) 5 5 5..4.6.8. Time () j j x x e j j xe e xe x e j * αποσβόµενη γωνιακή συχνότητα (ampe angular freuency). j 8

x x e j xe e xe x e j Σε αυτήν την περίπτωση έχουµε ταλάντωση (ocillaion) η οποία έχει απόσβεση µε εκθετική µορφή. e j co j in Το α ονοµάζεται συντελεστής απόσβεσης (amping facor) αφού καθορίζει πόσο γρήγορα µειώνεται η ταλάντωση. Εάν το α = η ταλάντωση γίνεται µε γωνιακή συχνότητα ω. Εάν το α η ταλάντωση γίνεται µε γωνιακή συχνότητα ω. x e e e B e ( x co [( x x )co j( x x )in ] [ B co B in ] co B e jx in x in co jx in ) B x x x & B j( x ) Παράδειγµα: υπό απόσβεση κρίσιμη απόσβεση σε σειρά 6 υπέρ απόσβεση 4 Φθίνουσα ταλάντωση (αποσβηνόμενη ταλάντωση) Dampe ocillaion Volage (V)..4.6.8. 4 6 Time () 3

33