1. Feladat. 1. ábra. Megoldás

Hasonló dokumentumok
Átmeneti jelenségek egyenergiatárolós áramkörökben

25/1. Stacionárius és tranziens megoldás. Kezdeti és végérték tétel.

Bevezetés az elektronikába

= 163, 63V. Felírható az R 2 ellenállásra, hogy: 163,63V. blokk sorosan van kapcsolva a baloldali R 1 -gyel, és tudjuk, hogy

Tranziens jelenségek rövid összefoglalás

Bevezető fizika (infó), 8. feladatsor Egyenáram, egyenáramú áramkörök 2.

Négypólusok tárgyalása Laplace transzformációval

Bevezetés az állapottér-elméletbe Dinamikus rendszerek állapottér reprezentációi

Villamosságtan szigorlati tételek

Áramkörök elmélete és számítása Elektromos és biológiai áramkörök. 3. heti gyakorlat anyaga. Összeállította:

Egyenletek, egyenlőtlenségek VII.

E23 laboratóriumi mérés Fizikai Tanszék

Hurokegyenlet alakja, ha az áram irányával megegyező feszültségeséseket tekintjük pozitívnak:

2. Laboratóriumi gyakorlat A TERMISZTOR. 1. A gyakorlat célja. 2. Elméleti bevezető

ALAPFOGALMIKÉRDÉSEK VILLAMOSSÁGTANBÓL 1. EGYENÁRAM

Elektronika zöldfülűeknek

Felvételi, 2018 szeptember - Alapképzés, fizika vizsga -

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Ohm törvény, Kirchoff törvényei, soros és párhuzamos kapcsolás

TÁVKÖZLÉS ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ GYAKORLATI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Elektrotechnika- Villamosságtan

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

DIFFERENCIÁLEGYENLETEK. BSc. Matematika II. BGRMA2HNND, BGRMA2HNNC

Tartalom. Állapottér reprezentációk tulajdonságai stabilitás irányíthatóság megfigyelhetőség minimalitás

Logikai áramkörök. Informatika alapjai-5 Logikai áramkörök 1/6

Bevezetés az elektronikába

ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK. Váltakozóáramú hálózatok

1. feladat R 1 = 2 W R 2 = 3 W R 3 = 5 W R t1 = 10 W R t2 = 20 W U 1 =200 V U 2 =150 V. Megoldás. R t1 R 3 R 1. R t2 R 2

Megoldás: A feltöltött R sugarú fémgömb felületén a térerősség és a potenciál pontosan akkora, mintha a teljes töltése a középpontjában lenne:

Differenciálegyenletek megoldása Laplace-transzformációval. Vajda István március 21.

A 2013/2014. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő forduló FIZIKA II. KATEGÓRIA FELADATOK. Különösen viselkedő oszcillátor vizsgálata

Egyenletek, egyenlőtlenségek V.

DINAMIKAI VIZSGÁLAT OPERÁTOROS TARTOMÁNYBAN Dr. Aradi Petra, Dr. Niedermayer Péter: Rendszertechnika segédlet 1

Szögfüggvények értékei megoldás

Fizika A2E, 8. feladatsor

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Egyszerű tranzisztoros kapcsolások

(Az 1. példa adatai Uray-Szabó: Elektrotechnika c. (Nemzeti Tankönyvkiadó) könyvéből vannak.)

Számítógépes gyakorlat MATLAB, Control System Toolbox

0,424 0,576. f) P (X 2 = 3) g) P (X 3 = 1) h) P (X 4 = 1 vagy 2 X 2 = 2) i) P (X 7 = 3, X 4 = 1, X 2 = 2 X 0 = 2) j) P (X 7 = 3, X 4 = 1, X 2 = 2)

Irányítástechnika GÁSPÁR PÉTER. Prof. BOKOR JÓZSEF útmutatásai alapján

Elektronikus fekete doboz vizsgálata

Gyakorló feladatok az II. konzultáció anyagához

Oszcillátorok. Párhuzamos rezgőkör L C Miért rezeg a rezgőkör?

GAZDASÁGMATEMATIKA KÖZÉPHALADÓ SZINTEN

2.Előadás ( ) Munkapont és kivezérelhetőség

Elektromos áram, áramkör, kapcsolások

Segédlet a gyakorlati tananyaghoz GEVAU141B, GEVAU188B c. tantárgyakból

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet (12/2013 (III.28) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Exponenciális és Logaritmikus kifejezések

Analóg-digitális átalakítás. Rencz Márta/ Ress S. Elektronikus Eszközök Tanszék

Felvételi, 2017 július -Alapképzés, fizika vizsga-

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Exponenciális és Logaritmikus kifejezések

Exponenciális és logaritmikus kifejezések Megoldások

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Gingl Zoltán, Szeged, szept. 1

Függvények december 6. Határozza meg a következő határértékeket! 1. Feladat: x 0 7x 15 x ) = lim. Megoldás: lim. 2. Feladat: lim.

Irányítástechnika 2. előadás

NEPTUN-kód: KHTIA21TNC

A kísérlet, mérés megnevezése célkitűzései: Váltakozó áramú körök vizsgálata, induktív ellenállás mérése, induktivitás értelmezése.

( ;. f'.'.(/o Díj. EAICSOLÜSI ELREHDEZÉS SUGARSZEIJIÍYEZEa?TsáQJÍÉ[iÓ KÉSZÜLÉK EATEÍÍÉTER IDŐÁlMBDŐJiÖJAK TRAKZIEíSMEUTES VÁLTÁSÁRA

Beütésszám átlagmérő k

Történeti Áttekintés

Másodfokú egyenletek, egyenlőtlenségek

1. konferencia: Egyenáramú hálózatok számítása

Műveleti erősítők. 1. Felépítése. a. Rajzjele. b. Belső felépítés (tömbvázlat) c. Differenciálerősítő

MÉSZÁROS JÓZSEFNÉ, NUMERIKUS MÓDSZEREK

Taylor-polinomok. 1. Alapfeladatok április Feladat: Írjuk fel az f(x) = e 2x függvény másodfokú Maclaurinpolinomját!

FIZIKA. Váltóáramú hálózatok, elektromágneses hullámok

Négyszög - Háromszög Oszcillátor Mérése Mérési Útmutató

azonos sikban fekszik. A vezetőhurok ellenállása 2 Ω. Számítsuk ki a hurok teljes 4.1. ábra ábra

Bevezetés a méréstechinkába, és jelfeldologzásba jegyzőkönyv

4. /ÁK Adja meg a villamos áramkör passzív építő elemeit!

RENDSZERTECHNIKA 8. GYAKORLAT

Másodfokú egyenletek, egyenlőtlenségek

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

differenciálegyenletek

Számítási feladatok a 6. fejezethez

Elektronika I. Gyakorló feladatok

Alkalmazás a makrókanónikus sokaságra: A fotongáz

Használható segédeszköz: szabványok, táblázatok, gépkönyvek, számológép

Áramköri elemek mérése ipari módszerekkel

Oktatási Hivatal. A 2008/2009. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő fordulójának feladatlapja. FIZIKÁBÓL II.

HARDVEREK VILLAMOSSÁGTANI ALAPJAI. 9. Gyakorlat

Jelek és rendszerek - 4.előadás

= Φ B(t = t) Φ B (t = 0) t

Függvények július 13. Határozza meg a következ határértékeket! 1. Feladat: x 0 7x 15 x ) = lim. x 7 x 15 x ) = (2 + 0) = lim.

Tételek Elektrotechnika és elektronika I tantárgy szóbeli részéhez 1 1. AZ ELEKTROSZTATIKA ALAPJAI AZ ELEKTROMOS TÖLTÉS FOGALMA 8 1.

2. Hatványozás, gyökvonás

Elektromos áram, egyenáram

3. számú mérés Szélessávú transzformátor vizsgálata

Jelgenerátorok ELEKTRONIKA_2

Bevezetés a méréstechnikába és jelfeldolgozásba 7. mérés RC tag Bartha András, Dobránszky Márk

Dr. Gyurcsek István. Példafeladatok. Helygörbék Bode-diagramok HELYGÖRBÉK, BODE-DIAGRAMOK DR. GYURCSEK ISTVÁN

DIFFERENCIÁLEGYENLETEK MEGOLDÁSA ANALÓG SZÁMÍTÓGÉPPEL

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

8. Egyenletek, egyenlőtlenségek, egyenletrendszerek II.

Csuklós szerkezetek reakciói és igénybevételi ábrái. Frissítve: példa: A 12. gyakorlat 1. feladata.

MINTA Írásbeli Záróvizsga Mechatronikai mérnök MSc. Debrecen,

M o n o R a i n automata mágnesszelep

Mechatronika szigorlat Írásbeli mintafeladat

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2008/2009-es tanév első (iskolai) forduló haladók II. kategória

Átírás:

. Feladat Az. ábrán látható egyenáramú áramkörben, kezdetben mindkét kapcsoló nyitott állásba található. A0 pillanatban zárjuk a kapcsolót, majd megvárjuk, hogy a létrejövő tranziens folyamat során a kondenzátor töltődjön fel. Miután beáll a stacionárius állapot, nyitjuk a kapcsolót, majd tetszőleges idő múlva zárjuk a kapcsolót. Megvárjuk, ameddig az újabb tranziens folyamat lezárul. a.) Tanulmányozzuk a kapcsoló zárása útján létrejövő tranziens folyamatot. b.) Tanulmányozzuk a kapcsoló zárása útján létrejövő tranziens folyamatot. c.) Az a.) és b.) pontokhoz képes megfordítjuk az generátor polaritását. Megoldás. ábra a.) A kapcsoló zárása útján létrejövő tranziens folyamat. Mivel a kezdeti pillanatban minden kapcsoló nyitva van, a kondenzátor nincs feltöltve és így nincs elektromos tér formájában energia elraktározva a fegyverzetei között. A kapcsoló zárásakor elindul a kondenzátor feltöltődése, melynek végére a kondenzátor feszültsége megegyezik az egyenáramú generátor e.m.f.-vel és a 2. ábrának megfelelő polaritással. 2. ábra

A létrejövő tranziens folyamat leírásához tudni kell, hogy a kondenzátor rögtön a kapcsoló zárását követően rövidzárásként viselkedik, tehát nullaértékű ellenállást tanúsít. A folyamatot leíró differenciál egyenletet a. ábrán látható áramkör jelöléseivel a következőképpen írhatjuk fel.. ábra ahol 0 0. + + 0 Vezessük be a keresett mennyiség Laplace-transzformáltját, L, így az egyenlet Laplace-transzformáltja a következő alakban adható meg. + tehát a keresett mennyiség (az átviteli függvény): + + A kifejezés számlálója nullad fokú, a nevezője pedig első fokú polinom. A nevező gyöke. Ennek megfelelően az időtartományba való visszatranszformáláshoz a Heaviside. képletet alkalmazhatjuk. L " $ #" # " $ # " $ ' 2

ahol( 0,2,- a kondenzátor töltődésének az időállandója. Az áram ismeretében kiszámíthatjuk a kondenzátoron illetve az ellenálláson megjelenő feszültségek időfüggéseit is.. # " / és / $. 2 # " $. 0 # " $ A fenti mennyiségek időfüggéseit az alábbi ábrákon szemléltetjük. 4.a. ábra a töltőáram 4.b. ábra a kondenzátor feszültsége

4.c. ábra az ellenállás feszültsége b.) A kapcsoló nyitása, majd a kapcsoló zárását követő tranziens folyamat. A két kapcsolót nem szimultán váltjuk. Először nyitjuk a kapcsolót így a kondenzátor feltöltve marad. Legyen a két kapcsoló pozíciójának átváltása között eltelő idő,-. Ezután zárjuk a kapcsolót és várjuk meg a tranziens folyamat végét. A folyamat lezárásakor a kondenzátor feszültsége az kezdeti értékről értékre változik és az áramkörnek megfelelően (5. ábra) megmarad a polaritása. 5. ábra A kondenzátor újabb töltődési folyamatát leíró differenciál egyenletet a 6. ábra alapján írhatjuk fel. 4

6. ábra. + ahol a kondenzátor feszültsége, figyelembe véve a kezdeti feltöltött állapotát is tehát.. + ahol. Az egyenlet Laplace-transzformáltja / + + + + vagy + amelynek segítségével felrajzolhatjuk a megfelelő operátoros áramkört. 5

A keresett mennyiség Laplace-transzformáltja 7. ábra + A töltőáram időfüggését az L " összefüggéssel számítjuk ki. Az átviteli függvény számlálója nullad fokú, a nevezője pedig egy első fokú polinom, amelynek egy egyszeres gyöke van, amely nem nulla /, így a Heaviside. összefüggést alkalmazhatjuk. L " # " $5$ 6 # " ahol (,- a második feltöltődés időállandója. Az ellenálláson megjelenő feszültség $5$ 6 '. 2 # "$5$ 6 míg a kondenzátoron megjelenő feszültség. # " + / $ # "$5$ 6 A 8. a-c. ábrák a feladat a.) és b.) pontjainak megfelelően alkalmazott kapcsolásoknak megfelelően vannak elkészítve. A feladat kijelentésének megfelelően, pl. az időtengelyen a 2,--nak megfelelő pillanat lehetnek a kapcsolónak a nyitása, a 7,- pillanat pedig a kapcsoló zárásának megfelelő pillanat (Megjegyezzük, hogy az időállandók 6

ötszörösének megfelelő idő eltelte után mindegyik tranziens folyamat lejártnak tekinthető így, pl. a kapcsoló zárását követő 5( idő eltelte után bármikor zárható a kapcsoló, ugyanazt az eredményt érjük el a kondenzátor feltöltése szempontjából). 8.a. ábra A kondenzátor töltőáramának időfüggése PSpice szimuláció eredménye 7

8.b. ábra A kondenzátor feszültségének időfüggése 8.c. ábra Az ellenálláson megjelenő feszültség időfüggése c.) Megváltoztatjuk az generátor polaritását. A kapcsoló zárása után a kondenzátor az : feszültségre töltődik fel, a polaritása pedig a 9. ábrának megfelelő. 8

9. ábra A kapcsoló zárása után a 0. ábrán látható áramkörben az : áramot határozzuk meg. Jelen esetben nem írjuk fel a differenciál egyenletet és transzformáljuk azt, mivel a feladat b.) pontjához képest csak azt a változtatást kell a felírt egyenletekben és levezetett képletekben elvégezni, hogy az 200 ;, minden más ugyanúgy érvényes. 0. ábra Ennek megfelelően a kondenzátor töltőáramának, a kondenzátor feszültségévek és az ellenálláson megjelenő feszültségnek az időbeli változásait a. a-c. ábrák szemléltetik.. a ábra a kondenzátor töltőárama 9

PSpice szimuláció eredménye. b ábra a kondenzátor töltőárama.c ábra a kondenzátor feszültsége.d ábra az ellenálláson megjelenő feszültség 0

A reziduum-tétel alkalmazása. Reziuduum-tétel. Legyen < > átviteli függvény, melyet vissza kell transzformálni az időtartományba. ahol Alkalmazás:. Alkalmazás: 2. #AB<# C/, D E Q lim Q lim F?@#AB<# C/, D E DG H! lim C N D O <# / P O" + + 2 " R2 Q0+ + # " / SS 2 + + " R2 2 # " /. Q0+ + # " /"/ 6 SS 2 # " /"/ 6.