Einführung in die Elektronik Groÿe Übung 5
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Einführung in die Elektronik Groÿe Übung 5 G. Kemnitz, C. Giesemann Institut für Informatik, Technische Universität Clausthal 16. Januar 2017 G. Kemnitz, C. Giesemann · Institut für Informatik, Technische Universität Clausthal 16. Januar 2017 1/7 Aufgabe 5.1: Sprung (stationärer Zustand) Berechnen Sie die Spannung über der Kapazität, die Ausgangsspannung und die Ströme durch die Induktivitäten für den stationären Zustand vor dem Sprung, den Sprungmoment und den stationären Zustand nach dem Sprung. R1 U0 · σ(t) G. Kemnitz, C. Giesemann · L1 R2 C L2 R3 R4 ua U1 Institut für Informatik, Technische Universität Clausthal 16. Januar 2017 2/7 Aufgabe 5.2: Sprungverhalten C ue R1 iD ≈ 0 uz D 5V ue R2 ua 0 0 10 20 30 40 50 60 t in µs R1 = 1 kΩ C = 10 nF R2 = 100 kΩ UF = 0,7 V Berechnen Sie unter Vernachlässigung des Stroms durch die Diode die Zeitkonstante τ. Konstruieren Sie mit Hilfe von τ -Elementen und unter Vernachlässigung von iD den zeitlichen Verlauf der Spannung uz . Konstruieren Sie aus dem Spannungsverlauf von uz den Spannungsverlauf für ua. G. Kemnitz, C. Giesemann · Institut für Informatik, Technische Universität Clausthal 16. Januar 2017 3/7 Aufgabe 5.3: Berechnung des Glättungskondensators D ia ≤ 100 mA U0 · sin(2π · f ) + C? ua > 8 V U0 = 12 V ∆Ua.rel ≤ 5% f = 50 Hz Wie groÿ muss der Glättungskondensator hinter der Diode sein, damit die relative Restwelligkeit der geglätteten Spannung nicht gröÿer als 5% ist? G. Kemnitz, C. Giesemann · Institut für Informatik, Technische Universität Clausthal 16. Januar 2017 4/7 Aufgabe 5.4: PWM mit Glättungsinduktivität x L y uy x R uR Signalperiode 1 0 0 uy η · TP t TP L = 100 mH R = 100 Ω UV = 10 V η = 0,7 TP = 1 ms uR (0) = 0 Modell für den Inverter: U V uy = 0 x=0 x=1 Transformation in ein geschaltetes RL-Glied mit demselben Strom durch die Induktivität. Wie groÿ ist die Zeitkonstante τ ? Schätzen des Spannungsverlauf über dem Widerstand für das Zeitintervall 0 ≤ t ≤ 4 ms. G. Kemnitz, C. Giesemann · Institut für Informatik, Technische Universität Clausthal 16. Januar 2017 5/7 Aufgabe 5.5: Schalten induktiver Lasten iL L UV RL R1 uS UV = 10 V R1 = 10 kΩ RL = 100 Ω L = 100 mH Wie groÿ ist die Spannung uS über dem Schalter im Ausschaltmoment? G. Kemnitz, C. Giesemann · Institut für Informatik, Technische Universität Clausthal 16. Januar 2017 6/7 Aufgabe 5.6: Oszillator mit dem NE555 Schaltung Soll-Verhalten UV R1 R2 th Steueralgorithmus tr wenn ϕtr ≤ UV 3 wenn ϕth ≥ 2·UV 3 ds C dann x = 1 uC ·UV 2 3 · UV 1 3 · UV dann x = 0 x 10 µF x 1 0 0 ton 1s toff 3s t Wie groÿ müssen R1 und R2 sein? G. Kemnitz, C. Giesemann · Institut für Informatik, Technische Universität Clausthal 16. Januar 2017 7/7