Exam text content

SMG-1100 — Piirianalyysi I
Tentti 17.3.2009 . Risto Mikkonen

 

Laskimen käyttö sallittu.

 

 

 

 

N Mitoita kerrostamismenetelmmä hyödyntäen virtalähde J siten, että jännitteen vo arvoksi tu-
lee 8.696 V.
J c
12V
80
4
2A [] 102 se | Vo

 

 

 

 

% Jännitelähteen napoihin kytketään 2 W:n kuorma, jolloin kuorman yli oleva jännite on 12 V.
Kun kuorma irrotetaan, nousee napajännite 12.4 V:iin. Mikäli lähteen napoihin kytketään :

kuormavastus, jonka resistanssi on 8 62, mikä on kuorman yli oleva jännite?

JS Vastus, R = 11.49 O; ja käämi, L = 4.82 H on kytketty jännitelähteen kanssa sarjaan. Lähde-

jännite ja kytkennän virta ovat

v(r) =180sin (mt+a) Vv
i(1) = 12sin (mt -30?) — A

Määritä Kytkennän taajuus ja lähdejännitteen vaihekulma.
A Piirin sisäänmenojännite v(t) = 50 sin (ot + 109) volttia, jolloin piirin pätöteho on 500 W.

Määritä kytkennän sisäänmenovirran hetkellisarvon: lauseke, kun piirin tehokerroin (induk-

tiivinen) on 0.5.

KÄÄNNÄ!
 

Tarkastellaan oheista kolmesta lähekkäin olevasta k

 

istä koostuvaa kvikentää. Mikili
kytkennän virta i) =4r—2e" (A), mitä raja-arvoa kytkennän yli oleva jännite lähenee,

kun aika! —> 00?

My = 1H
My =2H Ms =3H.
KOTI OK:

[o L=5H L, =10H" 1, =15H
U "o,
Res , 15 =t

SMG-1100 — Piirianalyysi I

   
    

 

MEIL PHL, ski
MO,

Tentti 18.3.2008 Risto Mikkonen

 

4a)

 
  

n kappaletta samansuuruisia vastuksia on
; Ter
tanssi on 1 k. Kytkennän syöttövirta on 50 mA. Mikäli jokaisen vastuksen tehon kulutus

on 0.25 W, määritä

a) vastusten lukumäärä b) jokaisen vastuksen resistanssi
(9 jokaisen vastuksen kautta kulkeva virta d) kytkennän yli oleva jännite

Erään tasavirtalaitteen napoihin kytketään vastus Ri =4 O, jolloin vastuksen kautta kulkeva
virta on 1 A. Mikäli laitteen napoihin kytketään vastus R; = 1 O, on vastuksen tehon kulutus
4 W. Minkälainen kuorma tulee kytkeä laitteen napoihin, jotta kuorman tehon kulutus mak- -
simoituu? Mikä on kyseinen teho?

Oheisessa kytkennässä lähdejännite ja kytkennän virta ovat

vt) =180sin(ot+a) V

i(f) = 12 sin (mt -30*) A
Mikä on syöttöjännitteen nollavaihekulma ja kytkennän taajuus, jos piirin passiiviset piiri-
komponentit ovat vastus, jonka resistanssi R = 11.49 O ja käämi, jonka induktanssi L =4.82
H oz

   

 

Miksi osoitinlaskennan käyttö on ongelmallista, kun lähdetään ratkaisemaan oheisessa kyt-

kennässä virtaa i;? Millä piirianalyysin laskentamenetelmällä lähestyisit ongelmaa ja miksi?

1H 10
n A

x

sin? v O. —=1F G sr10

 

KÄÄNNÄ!

 

 

 

 
40)

Lineaariselle verkolle on muodostettu admittanssiparametriesitys. Kun sisäänmeno oikosu!-

jetaan, niin 7, = 47, ja U, =0257,. Määritä admittanssiparametti 7,

Oheisessa kytkennässä vastuksen, käämin ja kondensaattorin yli oleva jännite on 140? V.

Määritä resonanssitaajuudella käämin yli olevan jännitteen tehollisarvo?

 

 

 

 

 

 

. E . 4mH v
i J (00 | [>
4 jol a
& . 10
SMG-1100 — Piirianalyysi I
Tentti 27.11.2007 Mikkonen & Korpela

 

Huomioitavia juttuja:

x Kirjoittakaa jokaiseen konseptiin nimenne ja opiskelijanumeronne.

" Palauttakaa tehtävät 1 ja 2 samalla konseptilla.

= Palauttakaa tehtävät 3, 4 ja 5 samalla konseptilla, joka on kuitenkin eri konsepti kuin
se, jolla tehtävät 1 ja 2 sijaitsevat.

n Palauttakaa joka tapauksessa kaksi nimettyä ja numeroitua konseptia.

arvon 1.273 A.

 

2. Oheisessa kytkennässä kuormavastuksen (resistanssi R) teho maksimoituu, kun R
mitoitetaan 5 €:n suuruiseksi. Mitkä ovat tällöin resistanssin R ja edellä mainitun
maksimitehon arvot?

 

 

3. — Tarkastellaan oheista suodatinkytkentää.
(a) Muodosta kytkennälle jännitevahvistuksen H(jo) lauseke.
(b) Minkä tyyppinen suodatin on kyseessä (alipäästö, ylipäästö, kaistanpäästö,
kaistanesto)? Perustele vastauksesi.
(c) Laske rajakulmataajuus 0,, kun R; = 0.5 kO, R? = 1 k ja L=1 mH.

 

KÄÄNNÄ!
4.

Laske jännitelähteen syöttämät pätö-, lois- ja näennäisteho oheisessa kytkennässä.
U =220/0' V,R=100, 7 =-j10 2

 

 

 

 

 

 

 

 

Muodosta oheiselle kytkennälle silmukkavirtayhtälöt, ja kirjoita ne muodossa

a

Palauta tehtävän ratkaisuna impedanssit, Z, Z.. zZ. ja Z, , « Yhtälöparia ei tarvitse ratkaista.

NOSTI NOI
II
tu toi

1

NI NI

+
+

NI NI
Ha

Mio
12
Li —. %a Ro
KL n

1 tua 0 (ja

R:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Kuma Nir fhymä Va

SMG-1100 — Piirianalyysi 1

 

Tentti 14.5.2007 Risto Mikkonen

1. Tarkastellaan oheista kytkentää. Kun resistanssin R3 pienenee, mitkä seuraavista väitteistä

pitävät paikkaansa?

a) Rg:n kautta kulkeva virta pienenee

b) 3:n yli oleva jännite pienenee

0) Ri:n yli oleva jännite pienenee

d) Ro:ssa dissipoiva teho pienenee"

e) Ei mikään edellisistä

R
AAW

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Oheisessa kytkennässä virtalähteen yli oleva jännite v on
a 20V o) 10V
) = 15v : a sv
20 12
AMM W
s ; +
v 6) (i) » O) 2A (1)
AAA AM
30 40
3. Alla olevassa taulukossa on esitetty tasavirtalaitteen navoista mitatut sähkösuureet kahdessa
eri tapauksessa.
Jännite 12V OV
Virta OA 15A

Kuinka suuren resistanssin omaava vastus on kytkettävä napojen väliin, jotta vastuksen teho
olisi puolet maksimitehon antamasta vastuksesta.
KÄÄNNÄ!
Piirin sisäänmenojännite v(t) = 50 sin(ot + 10*) volttia, jolloin piirin pätöteho on 500 W.
Määritä kytkennän sisäänmenovirran hetkellisarvon lauseke, kun piirin tehokerroin (induk-

tiivinen) on 0.5.

Sarjaankytketyn RLC-piirin yli oleva jännite on U =140? V. Määritä resonanssitaajuudella

kondensaattorin yli olevan jänniteen tehollisarvo, kun R=1 0,/=1 mHja(C=1nF.