Elektrofag og elsikkerhet – Øvinger og oppgaver

Elektrofag og elsikkerhet Øvinger og oppgaver

© PED TEC AS 2. opplag 2021 Sats, layout og illustrasjoner: PICARD

i

Hendvendelse om denne publikasjonen kan gjøres på e-post til pedtec@pedtec.no eller på nettsiden https://proteus.no

Simulering og fasit

PROTEUS

PROTEUS er et DAKverktøy som inneholder moduler for skjemategning, simulering (også mikrokontrollere) og PCB Design (kortutlegg).

Har ikke skolen / studiestedet ditt PROTEUS, kan du laste ned en demoutgave og kjøre simuleringene. https://proteus.no

PROTEUS

DESIGN SUITE

PROTEUS

DESIGN SUITE

PROTEUS

DESIGN SUITE

ØVINGER

OPPLÆRING

MINIPROSJEKT

SK J EM AT EG NING – ANIMA SJON – SIMU LERING

SK J E M ATE G NI NG – ANI M ASJ ON – SI M U LE RI NG

SK J EMAT EGN IN G – SIMU L ERIN G – KORT U T L EGG

Likestrømkretser Likestrømkretser 10 s

Åpne prosjekt

2020-02-02

Utført av

Ny interaktiv utgave

Dato

Du kan starte på to forskjellige måter:

Godkjent av

1. Starte Proteus, klikk på Open Project og velge prosjekt 2. Dobbeltklikke på en prosjektfil

Vekselstrømkretser

□ Vi velger alternativ 1 nå, så start Proteus om programmet ikke kjører.

Vekselstrømkretser 8 s

Åpne prosjekt

Godkjent av

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

i

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Logiske grunnkoplinger ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

Åpne prosjekt

i

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

□ Start Proteus. □ Klikk på Open Project.

i

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

Innledning Logiske grunnkoplinger File: Eltek-1.pdsprj Date: 21.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

2020-02-02

Godkjent av

Tellere

L1

12V

SW-SPDT GANG=1

Tellere

File: veksel-1.pdsprj Date: 15.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Digitalteknikk-1

SW1

Start simulering

SW2

□ Legg merke til den røde prikken på generatoren ogA lysintensi0 teten på lampa.

B 0 C

PLAY STEP PAUSE Åpne prosjekt

Åpne prosjekt

12V

1 2 13

0

□ Klikk på Open Project.

Legg merke til pilene som viser strømretning.

Rød farge på leder viser høyeste potensial, blå laveste potensial.

Godkjent av

i

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

□ Start Proteus. □ Klikk på Open Project.

U1:A

Multiplekser/demultiplekser

12 s

2020-02-02

Utført av Dato Godkjent av

Y

?

12

i

74LS11

Minnekretser

Asynkron oppoverteller Animasjon

www.labcenter.com

2020-02-02

Dato

i

Multiplekser/demultiplekser

STOP

SW3

□ Start Proteus.LAMPE

B1

12V

□ Start simulering ved å klikke på Play nede til venstre eller trykk på funksjonstasten på  på tastaturet.

10 s

Utført av

i JK-vipper egner seg godt til bruk i binærtellere.

OG krets (AND-gate) De to tilstandene HØY ( 1) og LA V (0) kan brukesDutilkanå fylle represenut direkte i PDF-dokumentet der tere en bit i et binærtall. □ Finn fila Log-1 som du har lagret dobbeltklikkJK-vippe på den. der begge inngangene erdulagt ser gule felt.vil I enogflanketrigget høye, utgangen skifte tilstand for hver flanke på taktpulsen.

Skjermbildene dine kan være litt annerledes. www.labcenter.com

20 s

Utført av Dato

Vekselspenning

Klikk på en av bryterne for å skifte du rotasjonsretning.

(Bryterne virker sammen fordi de er editert til GANG=1.)

Justér potensiometeret for å forandre motorens hastighet: Klikk på pil venstre eller pil høyre på potmeteret.

File: Log-1.pdsprj Date: 24.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er

kommet.

Multipleksere (datavelgere) RAM–Random Access Memory i

Skjermbildene dine kan være litt annerledes. □ Finn fila Dig_2-1 som du har□ lagret Finnogfiladobbeltklikk mux-1 sompåduden. har lagret dobbeltklikk på den. □ og Åpne fila RAM-1.

Skjermbildene dine kan være litt annerledes.

Skjermbildene dine kan være litt annerledes.

Digitalteknikk-2

QB

?

1J

14

?

U1:B 1J

9

C1

74LS73

C1

1K

31

R

2

8 74LS73

Datainnganger U1:A D0

7 5

1K

10

R

6

12

13

0 1J

D1

74LS73

Multiplekser (Datavelger)

14

1C1

1K

D2 D3

1R

31

TP

0

2

RESET

0

0

File: Dig_2-1.pdsprj Date: 06.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

14 s

2020-02-02

Utført av Dato Godkjent av

Operasjonsforsterkeren i

Klokkesignaler (CLK) Øverst til venstre ser du impulsbryteren MANUELL. Den brukes i til å gi manuelle klokkepulser.

En multiplekser er en elektronisk

QA

?

U2:A 12

13

Minnekretser

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

Beskrivelse av koplingen

Digitalteknikk

QC

www.labcenter.com

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

krets som vi kan bruke til å velge ett

flere inngangssignaler og sende Venderen CLK velger mellom manuelleavklokkepulser og klokketil én utgang. fra pulsgeneratoren AUTO. R2 ersignalet en PULLUP resistor som Her er multiplekseren rotasjonssørger for at? nivået fra impulsbryteren MANUELL ligger en HØY når UTGANG vender som velger én inngang av bryteren ikke er betjent. Uten R2 vil nivået være flytende (hverken gangen.

HØY eller LAV).

SW1 pulser

i

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der Kort repetisjon av PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule operasjonsforsterkeren

SW-ROT-4

Adresseteller (U2:A) U2:A er 4 bits binærteller. Den skal generere adresser til RAMet. Impulsbryteren RESET nullstiller telleren.

Når RESET ikke er Operasjonsforsterkeren er en lineær forsterker med to innganger og aktiv ligger MR på telleren LAV via PULLDOWN resistoren R1. en utgang. Den har høy inngangsimpedans, høy spenningsforsterk-

Operasjonsforsterkeren

2020-03-20

Godkjent av

PULLUP

SW-SPDT-MOM

R2

CLK

1 2

PULLUP

CLK MR

Q0 Q1 Q2 Q3

3 4 5 6

DP2

8 7 6 5 4 3 2 1 23

PULLDOWN

U1

URinn

A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8

RF

18 20

CE OE

Integrerte spenningsregulatorer

9 D0 10 D1 11 D2 13 D3 14 D4 15 D5 16 D6 17

0 D018 D116 D214 D312

Y0 Y1

A0 A1

a b c

2 4 6

Y0 Y1 Y2

8 7 6

OFF

8 7 6

OFF

ON

Godkjent av

i

URinn = − URF

1 2 3

A0 A1 A2

e

11 13 15

U1gf

ON

Uut = −

1 2 3

3 17 21 5 4 WE WE Y3 7812at Impedansen mellom de to inngangen erA3 meget høy, slik det ikke 1 3 6116 DIPSW_4 19 OE UINN DSW2UUT STATIC RAM går nevneverdigCMOSstrøm mellom dem.

74HCT244

CINN

TRISTATE BUFFER

LES/SKRIV

330spenningsfall. nF Når det ikke går strøm, blir det heller ikke

GND 2

Rinn

Uinn

UUT

Effektforsterkere 10 s

i

B C

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

D

BD139

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er

R1

10

C1 10uF

C2 tar vi bare noen enkle eksempler, men de som jobber med Her kommet.

Uut reguleringsteknikk kan sikkert ha glede i av funksjonsblokkene som vises på slutten av denne øvingen. ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i R3 330uF

R2

10

R4

100k

i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

330

□ Åpne Laplace-1.

Q2

BD140

S1

10V

CUT2 100 nF

OP : MULTIPLY

A

Negativ spenningsregulator 7912

Laplace

2s

2021-02-02

Dato Godkjent av

A

A

File: effekt-1.pdsprj Date: 14.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

+88.8 Volts

B

+88.8 Volts

i

S3

OP : ADD

RV1

1k

CUT1 1 µF

A+B

B

+88.8 Volts

A*B

+88.8 Volts

A/B

Inngangssignalet Uinn = 2 Vt-b. Frekvensen f = 1 kHz. Signalet fra generatoren skal være frakoplet (SW1 åpen).Juster på potmetrene RV1 og RV2

www.labcenter.com

Utført av

Laplace

1

GND 3

A

Laplace

Q1

SW1 SW-SPST

2021-02-02

Dato Godkjent av

Uinn Uut

+12V

Uinn

Uinn PEAK=2 THETA=0 PHASE=0 FREQ=1k OFFSET=0

Dette er en serie trepins negative spenningsregulatorer som i likhet Utgangsspenningen Uut vil være RF med IF. Spenningsfallet URFoveri R F 78XX-serien leveres flere varianter. vil være rettet fra utgangen mot «virtual ground», motsatt rettet av URinn. Minustegnet på høyre side av likhetstegnet viser U2 dette.

7912 UINN

Utført av

serfelt. gule felt. serdu gule

Effektforsterkere

Negative «faste» spenningsregulatorer – 79XX

Siden det ikke går nevneverdig strøm inn i den inverterende inngangen, vil Iinn være lik IF, men IF går ut fra Summing Point.

2

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

.

100 nF

Positiv spenningsregulator 7812

Hvis Uinn er positiv vil det gå en strøm mot den inverterende inngangen, Iinn.

CINN 2 µF

i

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i Utgangstrinn med enkel matespenning i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du

□ CUTÅpne fila

File: RAM-1 Date: 24.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

I inverterende kopling ligger derfor potensialet på den inverterende inngangen (Summing Point) på tilnærmet null volt (virtual ground) når den ikke-inverterende inngangen er jordet.

www.labcenter.com

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Effektforsterkere

U så sjekk I R R d 5 4 mange varianter og mange fabrikanter FU = ut = − F F =− F 1 Uinn kan levere Iinn Rinn«bare» Rinn OE databoka nøye før du DIPSW_4 bestiller. Noen regulatorer DSW1 100 mA, andre opp til 1,5 A. RF

74HCT244 TRISTATE BUFFER

2020-02-02

Dato

i

c

d

De finnes i flere spenningsutgaver (XX):I 5+V,I 6=V, 0 8 V, 8,5 V inn F V, 12 V, 15 Uut V, 18 V og 24 V.

10 UU3:A 1

Y2 A2 OPAMP 8 Y3 Det A3 finnes

D4 9 D5 7 D6 5

12 s

Utført av

a

180 PULLUP

ser guleleveres felt. serdu gule felt.

Dette er en serie trepins positive spenningsregulatorer som f b g i flere varianter. e

FELLES ANODE

Iinn Ii D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

URF

IF

180

22 A9 Operasjonsforsterkeren i INVERTERENDE U3:B kopling 19 A10 OE

OE WE

15 b 14 c 13 d 12 e 11 f 10 g 9

D1 2 D2 3 D3 4 D4 5 D5 6 D6 7 8

Rinn Uinn

U2:A

74LS393 BINÆRTELLER

R1 10k

PULLUP

R3

INNHOLD I RAM

RN1 Summing D0 1 Point 16 a

RESET 10k

R4

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

Positive «faste» i ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i RP1 spenningsregulatorer – 78XXPDF-dokumentet i PDF-dokumentet der der du

Figuren viser «opampen» i inverterende kopling: DP1 Dette displayet inneholder dekoder. ADRESSETELLER I praksis må du bruke dekoder/driver og serieresistorer for å begrense strømmene i segmentene.

Se displayet DP2.

Powerterminaler uten tekst er Vcc = +5 V.

MANUELL

AUTO

KLOKKEGENERATOR 1,5 Hz

www.labcenter.com

24 s

Utført av Dato

i

Integrerte spenningsregulatorer

ning og lav utgangsimpedans.

Minnekretser

File: mux-1.pdsprj Date: 07.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

2 3 4 5 6 7 8 9

RV1

100

1

Klikk på PLAY-knappen eller trykk på funksjonstast F12 for å starte simulering.

SW2

Logiske grunnkoplinger

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

□ Finn fila veksel-1 og dobbeltklikk på den.

SW-SPDT GANG=1

2020-02-02

Utført av Dato

merket med en firkant.

i □ Klikk på Open Project.

Elektroteknikk

SW1 B1

12V

TIL SEGMENTENE

□ Klikk på Open Project.

□ Finn fila Eltek-1.(pdsprj) som du har lagret og dobbelti klikk på den. □ Start Proteus om programmet ikke kjører. ❏ Ting du skal utføre vil være

Skjermbildene dine kan være litt annerledes.

www.labcenter.com

□ Klikk på INSTRUMENT-ikonet.

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet. ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

Les av på voltmetetrene A+B, A*B, A-B og A/B

starte  for åRV2

S2

10V

S4

OP : SUBTRACT

OP : DIVIDE

A

1k

B

A +88.8 Volts

B

A-B

+88.8 Volts

□ Klikk på PAUSE-knappen eller trykk på på

i

(klikk på pil opp eller pil ned).

Måle DC- strømmer, spenninger og effekt

□ Klikk på PLAY-knappen eller trykk på I databladene for µA7812C og µA7912C finner vi: animasjon.

• Utgangsstrøm opp til 1,5 A • Ingen eksterne komponenter • Intern termisk overlastbeskyttelse PLAY STEP PAUSE STOP • Tåler høy effekt • Internt kortslutningssikret

B

File: Laplace-1.pdsprj Date: 15.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

.

Her er vist noen enkle funksjoner: • Addisjon (S1) • Subtraksjon (S2) • Multiplikasjon (S3) • Divisjon (S4) Potmetrene RV1 og RV2 er de to inngangsvariable i form av likespenning på terminalene A og B. □ Start animasjon og prøv de fire variantene ved å justere potmeB C D E F trene.

A

0

G

kW

kW

+88.8

+88.8

kW

Forsterkningen ble satt til 0,1 – 10 ganger demping. +88.8

0

K2

L3

B C

OP : GAIN

K

kW

+88.8

2

D

K3 V1

1

A

K

L2

L1

AC Amps

2

K

K OP : GAIN L1

+88.8

1

+88.8

3

J

K1

I Øvingen Vekselstrømkretser brukte vi en forsterkerblokk 3 WATTMETER 2 WATTMETER fra Laplace-biblioteket til å dempe signal inn på oscilloskopet.

www.labcenter.com

H

OP : GAIN

L2

AC Amps

3

+88.8

kW

+88.8

V3PHASE

4

www.labcenter.com

L2

L3

+88.8

L1

L2

L3

L1-Y

SW4 SW5 SW6

+88.8

L3-Y

R5

L1-D

R6

44

L2-D

R1

44

5

L3-D

R2

44

R3

6

44

7

L3-D

L3-Y

L1-Y

GANG=1 L3

44

SW3

LASTVELGER – Y/D L2

L2-Y

R4

44

AC Volts

SW2

L2-Y

AC Volts

SW1

L2-D

AC Volts

7

L1-D

L1

+88.8

6

4

L3

AC Amps

5

STJERNEKOPLET

TERKANTKOPLET

L1

8

8

FASESPENNING/LINJESPENNING File: 3-fase-1.pdsprj Rev: @ REV Date: 18.04.2017 By: @ AUTHOR www.pedtec.no

9 A

B

C

D

E

F

G

H

J

9 K

www.labcenter.com

www.labcenter.com www.labcenter.com

Revision 1.3

Andre bøker du kan gratis lastes ned fra våre nettsider.

proteus.no

Forord Dette er en samling oppgaver og øvinger tilknyttet faktaboka «Elektrofag og elsikkerhet».

Det kreves ingen spesielle forkunnskaper for å kjøre simuleringene. Alle skjemaer er ferdig koplet.

Selv om du ikke kan besvare alle spørsmålene, kan du likevel kjøre simuleringene, og kanskje lærer du på den måten litt om virkemåten til de forskjellige kretsene.

Har ikke skolen/kursstedet PROTEUS, kan du laste ned en demoutgave og kjøre simuleringene.

Gjøvik, oktober 2021 Bjørn Picard

Elektrofag og elsikkerhet Faktabok

Innhold

3 Seriekopling................................................................. 6 4 Elektrisk potentsial.....................................................12 5 Parallellkopling..........................................................14 6 Effekt......................................................................... 24 7 Vekselstrøm .............................................................. 32 8 Spoler......................................................................... 35

Innledning Starte PROTEUS ❏ Klikk på Start eller åpne Windows-menyen på annen måte. ❏ Velg den Proteus-versjonen du har

Åpne eller starte et prosjekt Du kan åpne eller starte et prosjekt på to forskjellige måter: 1. Start PROTEUS fra Windows Start-menyen Da får du opp Proteus Home Page.

Deretter klikker du på Open Project og leter fram et lagret prosjekt.

2. Dobbeltklikke på en prosjektfil du har lagret på disk.

i

Den siste varianten er å foretrekke, da du har PDF-fila med veiledning i samme mappe!

3 – Seriekopling Eksempel 3.1

i

i

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

❏ Åpne Eksempel_3-1.(pdsprj).

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet. kanoppgaver/ fylle ut direkte På Du noen i PDF-dokumentet der øvinger kan du skrive du serinn gule felt. direkte i PDF-dokumentet du har åpnet.

Seriekopling

U = 230 V/50Hz +88.8

+88.8

+88.8

+88.8

AC Volts

AC Volts

AC Volts

R1

R2

R3

AC Amps

R4

+88.8 AC Volts

+88.8 AC Volts

R7

R6

R5

+88.8

+88.8

+88.8

AC Volts

AC Volts

AC Volts

File: Eksempel_3-1.pdsprj Date: 21.09.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

Skjermbildene dine kan kanskje være litt annerledes.

Regulere tegneområdet Du kan kontrollere hvor stort utsnitt av arket som vises i tegne-området på flere måter.

Zoom og Pan Zoom-kommandoen forstørrer eller forminsker utsnittet av tegneområdet. Du kan velge på flere måter: • Fra nedtrekkmenyen.

• Med funksjonstaster • Med kombinasjon av tastetrykk og VM (Venstre Museknapp) • Med scroll-hjulet på musa • Fra knappemenyen • Ved å zoome/panorere i tegneområdet og oversiktsvinduet.

«Roter» du deg bort, finner du alltid igjen hele tegnearket ved å trykke på funksjonstasten n

SERIEKOPLING

7

Alle resistorene i skjemaet har samme verdi. Det vil du se når du starter simulering, fordi alle voltmetrene viser det samme.

Start simulering PLAY STEP PAUSE

❏ Start simulering ved å klikke på Play nede til venstre eller

STOP

trykk på funksjonstasten på w på tastaturet. ❏ Les av strømmen.

I = ❏ Beregn total resistans i kretsen.

Rtotal =

Stopp simulering ❏ Stopp simuleringen ved å klikke på STOP eller trykk to PLAY STEP PAUSE

ganger på e.

STOP

Ohms Lov I

Ohms lov U eller R U = I ⋅ R eller I=

U

R

R=

U I

8

SERIEKOPLING

Forvalgt filmappe Når du skal åpne en fil fra samme mappe som den sist brukte, må PROTEUS være konfigurert for å lete etter filer i den samme mappa. ❏ Klikk på System > System Settings og sørg for at det ser ut

som vist.

Eksempel 3.2 ❏ Åpne Eksempel_3-2. ❏ Ikke start simulering enda.

Seriekopling

+88.8 Volts I=2A

UR1

R1 9

SW1 SW-SPST

R2 12

U

+88.8 Volts

UR2

+88.8 Volts

R3 15

+88.8 Volts

UR3

File: Eksempel_3-2.pdsprj Date: 21.09.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Igjen har vi en strømgenerator som leverer I = 2 A ❏ Beregn spenningsfallet over hver av resistorene.

UR1 = UR2 = UR3 = ❏ Beregn total spenning U.

U =

SERIEKOPLING

i

Betjening av brytere Du kan åpne og lukke brytere ved å klikke på selve bryteren eller ...

... du kan klikke på pil opp eller pil ned.

❏ Start simulering, lukk bryteren SW1 og kontrollér bereg-

ningene dine. ❏ Stemmer de?

SW2

Eksempel 3.3 SW2

❏ Åpne Eksempel_3-3. ❏ Ikke start simulering enda.

Seriekopling I 12 V +88.8 mA

UR1 R1 47

U +88.8 Volts

+88.8 Volts

UR2

R2 56

+88.8 Volts

UR3

R3 82

+88.8 Volts

File: Eksempel_3-3.pdsprj Date: 21.09.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Beregn strømmen I og spenningsfallet over hver resistor.

I = UR1 = UR2 = UR3 = ❏ Start simulering og kontrollér bergningene dine. ❏ Stemmer de?

9

10

SERIEKOPLING Eksempel 3.4 ❏ Samme skjema som i Eksempel 3.3. ❏ Ikke start simulering enda. ❏ Beregn totaleffekten og effekttapet i hver resistor.

Ptotal = PR1 = PR2 = PR3 =

Måling ved PAUSE ❏ Start simulering og klikk på PAUSE-knappen.

Alternativt kan du trykke én gang på e. ❏ Pek på R1 og klikk.

En boks spretter opp og viser potensialene i hver ende av resistoren, spenningsfallet over den, strømmen gjennom den og effekttapet i den. ❏ Les av effekttapet og notér verdien.

Gjenta for de to neste resistorene.

PR1 = PR2 = PR3 = Slik måling er bare gyldig om det ikke skjer endringer, dvs. bare ved likestrøm.

❏ Måler du det samme som det du beregnet?

Kommentér eventuelle avvik.

SERIEKOPLING

11

Oppgave 3.1 Seriekopling

I 12 V

SW1 SW-SPST

+88.8 mA

UR1

R1 390

+88.8 Volts

UR1 + UR2 +88.8 Volts

UR2

R2 820

+88.8 Volts

File: Oppgave_3-1.pdsprj Date: 22.09.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Åpne Oppgave_3-1. ❏ Ikke start simulering enda. ❏ Beregn strømmen I, spenningsfallet over de to resistorene

og spenningen UR1 + R2.

I = UR1 = UR2 = UR1 + R2 = ❏ Start simulering og kontrollér beregningene dine. ❏ Kommentér eventuelle avvik.

04 – Elektrisk potensial EKSEMPEL 4.1 ❏ Åpne Eksempel_4-1. ❏ Ikke start simulering enda.

Elektrisk potensial

12 V

A

B C D

R1

SW1

GANG=1

3

A C D +88.8 Volts

UA

SW2

GANG=1

+88.8 Volts

UB

A B C D

SW5

B

A

B

R2

C

A B D

SW3

GANG=1

R3

A B C +88.8 Volts

UC

SW4

GANG=1

UA-B-C-D

+88.8 Volts

5

+88.8 Volts

UD

4

C

D

D

File: Eksempel_4-1.pdsprj Date: 22.09.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Beregn alle spenningene i tabellen og før inn verdiene.

i

SYNKRONE vendere Venderne SW1-4 virker synkront.

(GANG=1).

Endrer du stilling på én vender, skifter de andre 3 også stilling.

UAB

UAC

UAD

UGND-A

UBA

UBC

UBD

UGND-B

UCA

UCB

UCD

UGND-C

UDA

UDB

UDC

UGND-D

❏ Start simulering og kontrollér beregningene dine. ❏ Kommentér eventuelle avvik

ELEKTRISK POTENSIAL

13

EKSEMPEL 4.2 ❏ Åpne Eksempel_4-2. ❏ Ikke start simulering enda.

Elektrisk potensial

A

B C D

R1

SW1

GANG=1

3

U

+88.8 Volts

UA

SW2

GANG=1

+88.8 Volts

UB

A B C D

SW5

B

12V

A C D

A

B

UA-B-C-D

R2

+88.8 Volts

5

C

A B D

SW3

GANG=1

R3

A B C +88.8 Volts

UC

SW4

GANG=1

+88.8 Volts

UD

4

C

D

D

File: Eksempel_4-2.pdsprj Date: 22.09.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Beregn alle spenningene i tabellen og før inn verdiene.

UAB

UAC

UAD

UGND-A

UBA

UBC

UBD

UGND-B

UCA

UCB

UCD

UGND-C

UDA

UDB

UDC

UGND-D

❏ Start simulering og kontrollér beregningene dine. ❏ Kommentér eventuelle avvik

5 – Parallellkopling EKSEMPEL 5.1 ❏ Åpne Eksempel_5-1. ❏ Ikke start simulering enda.

Parallellkopling

I U +88.8 Amps

S1

5-1

+88.8 Volts

5-2

I1

I2

I3

I4

+88.8 Amps

+88.8 Amps

+88.8 Amps

+88.8 Amps

R1

R2

R3

R4

4

12

6

2

File: Eksempel_5-1.pdsprj Date: 01.10.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Beregn erstatningsresistansen Re.

Re = ❏ Anta at likespenningskilden U gir 12 V. ❏ Beregn totalstrømmen I og greinstrømmene I1 og I2.

I = I1 = I2 = ❏ Start simulering og kontrollér beregningene dine. ❏ Kommentér eventuelle avvik.

PARALLELLKOPLING EKSEMPEL 5.2 ❏ Åpne Eksempel_5-2. ❏ Ikke start simulering enda.

Parallellkopling

I U +88.8 Amps

S1

5-1

+88.8 Volts

5-2

I1

I2

I3

I4

+88.8 Amps

+88.8 Amps

+88.8 Amps

+88.8 Amps

R1

R2

R3

R4

4

12

6

2

File: Eksempel_5-2.pdsprj Date: 01.10.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Beregn erstatningsresistansen Re.

Re = ❏ Anta at likespenningskilden U gir 12 V. ❏ Beregn totalstrømmen I og greinstrømmene I3 og I4.

I = I3 = I4 = ❏ Start simulering og kontrollér beregningene dine. ❏ Kommentér eventuelle avvik.

15

16

PARALLELLKOPLING EKSEMPEL 5.3a ❏ Åpne Eksempel_5-3 hvis den ikke er åpnet. ❏ Ikke start simulering enda.

Parallellkopling

I U = 12 V +88.8 Amps

S1

5-3a

5-3b

+88.8 Volts

R1

R2

R3

R5

R4

R6

3

6

12

4

24

48

File: Eksempel_5-3.pdsprj Date: 01.10.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Beregn erstatningsresistansen Rea.

Rea = ❏ Beregn totalstrømmen I og greinstrømmene IR1, IR2 og IR3.

❏ Start simulering og kontrollér beregningene dine.

Bruk PAUSE-måling.

Klikk på PAUSE eller tast e én gang.

I = IR1 = IR2 = IR3 = ❏ Kommentér eventuelle avvik.

PARALLELLKOPLING

17

EKSEMPEL 5.3b ❏ Åpne Eksempel_5-3 hvis den ikke er åpnet. ❏ Ikke start simulering enda.

Parallellkopling

I U = 12 V +88.8 Amps

S1

5-3a

5-3b

+88.8 Volts

R1

R2

R3

R5

R4

R6

3

6

12

4

24

48

File: Eksempel_5-3.pdsprj Date: 01.10.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Beregn erstatningsresistansen Reb.

Reb = ❏ Beregn totalstrømmen I og greinstrømmene IR5, IR4 og IR6.

I = IR5 = IR4 = IR6 = ❏ Start simulering og kontrollér beregningene dine.

Klikk på PAUSE eller

Bruk PAUSE-måling.

tast e én gang.

I = IR5 = IR4 = IR6 = ❏ Kommentér eventuelle avvik.

18

SAMMENSATTE KRETSER

Sammensatte kretser EKSEMPEL 5.4 ❏ Åpne Eksempel_5-4. ❏ Ikke start simulering enda.

Sammensatte kretser

A

B

HM1 OHMMETER

S1

S2

GANG=1

GANG=1

+88.888

A

B1 B2 B3

A1 A2 A3

Ohms

B A1

B1

A2

B2

A3

B3

R2

R3

R4

R5

R7

R8

56

24

18

12

8

14

R1

R6

R9

12

6

3

File: Eksempel_5-4.pdsprj Date: 01.10.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

i

RR2//R3 betyr R2 i parallell med R3

❏ Beregn erstatningsresistansene: RR2//R3, RR4//R5 og RR7//R8.

RR2//R3 = RR4//R5 = RR7//R8 = ❏ Beregn totalresistansene RA1-B1, RA2-B2 og RA3-B3.

RA1-B1= RA2-B2 = RA3-B3 = Start simulering og kontrollér beregningene dine.

Kommentér eventuelle avvik.

SAMMENSATTE KRETSER

19

EKSEMPEL 5.5 ❏ Åpne Eksempel_5-5. ❏ Ikke start simulering enda.

Sammensatte kretser

A

HM1

B

OHMMETER

+88.888

S1

S2

GANG=1

GANG=1

Ohms

B

R1

B1 B2 B3

A1 A2 A3

A

R9

A1

R14

A2 1R0

A3 10

100

R2

R3

R4

R6

R7

R8

R11

R12

R13

1R8

3R9

7R5

18

39

75

180

390

750

R5 B1

R10 B2

3R3

R15 B3

33

330

File: Eksempel_5-5.pdsprj Date: 01.10.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Beregn erstatningsresistansene: RR2//R3//R4 , RR6//R7//R8 og

RR11//R12//R13.

RR2//R3//R4 = RR6//R7//R8 = RR11//R12//R13 = ❏ Beregn totalresistansene RA1-B1, RA2-B2 og RA3-B3.

RA1-B1= RA2-B2 = RA3-B3 = ❏ Kommentér eventuelle avvik.

20

SAMMENSATTE KRETSER EKSEMPEL 5.6 ❏ Åpne Eksempel_5-6. ❏ Ikke start simulering enda.

Sammensatte kretser HM1 OHMMETER

+88.888 Ohms

R1

A1 A2

S1

S2

GANG=1

GANG=1

R8

B1 B2

2

A1

20

A2

R2 3

B1

R9 30

R3

R4

R5

R10

R11

R12

3

4

6

30

40

60

R6

R13

8

80

R7 10

B2

R14 100 File: Eksempel_5-6.pdsprj Date: 01.10.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Beregn erstatningsresistansene: RR1//R2 , RR3//R4//R5 og

RR6//R7.

❏ RR1//R2 = RR3//R4//R5 = RR6//R7 = ❏ Beregn totalresistansene RA1-B1.

RA1-B1= ❏ Beregn erstatningsresistansene: RR8//R9 , RR10//R11//R12 og

RR13//R14.

❏ RR8//R9 = RR10//R11//R12 = RR13//R14 = ❏ Beregn totalresistansene RA2-B2.

RA2-B2 = ❏ Start simulering og kontrollér beregningene dine. ❏ Kommentér eventuelle avvik.

SAMMENSATTE KRETSER

21

EKSEMPEL 5.7 ❏ Åpne Eksempel_5-7. ❏ Ikke start simulering enda.

Sammensatte kretser I S1 +88.8 Amps

+88.8 Amps

+88.8 Amps

A

U +88.8 Volts 10

R1

R2

4

2

A

B

UR3

+88.8 Volts

B

R3

R4

6

8

+88.8 Volts

UR4

File: Eksempel_5-7.pdsprj Date: 01.10.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

i

❏ Beregn potensialforskjellen mellom A og B. Tips: Strømmen gjennom R3 er den samme som gjennom R1.

Strømmen gjennom R4 er den samme som gjennom R2.

Beregn først spenningene over R3 og R4.

UA–B = ❏ Start simulering og kontrollér beregningen. ❏ Kommentér eventuelle avvik.

❏ Beregn ny verdi på R4 om potensialforskjellen mellom A

og B skal bli 0 V. R4=

❏ Dobbeltklikk på R4 og sett inn ny verdi, lukk boksen, start

simulering og kontrollér beregningen.

❏ Kommentér eventuelle avvik.

22

SAMMENSATTE KRETSER Oppgave 5.1 ❏ Åpne Oppgave_5-1. ❏ Ikke start simulering enda.

Sammensatte kretser

I S1 +88.8 mA

R1

R2

10

20

U

+88.8 Volts

UR1 = UR2

+88.8 Volts

UR3 = UR4

12V

R3

R4

30

40

File: Oppgave_5-1.pdsprj Date: 01.10.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Beregn strømmer og spenninger når bryteren SW1 lukkes

og før resultatene inn i raden «Beregnet» i tabellen.

Beregnet

I

UR1 = UR2

UR3 = UR4

IR1

IR2

IR3

IR4

50,4

3,36

8,64

33,6

50,4

28,8

21,6

Målt

❏ Start simulering, bruk PAUSE-måling.

Klikk på PAUSE eller tast e én gang.

❏ Før målingene i tabellen i raden «Målt». ❏ Kommentér eventuelle avvik mellom beregnede og målte

verdier.

SAMMENSATTE KRETSER

23

Oppgave 5.2 ❏ Åpne Oppgave_5-2a. ❏ Ikke start simulering enda.

Sammensatte kretser

R1

R3

330

1k

A

B

U 10V

U_A-B

+88.8 Volts

UA

UB R2

R4

2k2

10k

100%

+88.8 Volts

+88.8 Volts

File: Oppgave_5-2a.pdsprj Date: 23.09.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Beregn verdien på R4 for at UA = UB.

R4 =

i

❏ Start simulering, og justér R4 til UA–B = 0 V og les av ver-

Betjening av potmeter Du kan justere potensiometeret ved å klikke på pil til venstre eller pil til høyre.

Hvis holder museknappen inne, kan du justere raskere

dien i %.

R4 = % ❏ Hva blir verdien i W?

R4 = W ❏ Kommentér eventuelle avvik mellom beregnede og målte

kretser

verdier.

HM1

OHMMETER

I_R3

+88.888 KOhms

UR3 R3 +88.8 Volts

1k

B

S2

U_A-B

GANG=1

C C

UB +88.8 Volts

Du kan åpne Oppgave_5-2 for å se et eksempel på å måle motstanden.

6 – Effekt EKSEMPEL 6.1 ❏ Åpne Eksempel_6-1. ❏ Ikke start simulering enda.

Effekt

230 V

+88.8

S1 SW-SPST

W

P (W) I (A) +88.8 Amps

P1 +88.8 Volts

U (V)

100 W

File: Eksempel_6-1.pdsprj Date: 24.09.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Beregn strømmen I.

I = ❏ Start simulering og kontrollér beregningen dine. ❏ Beregn resistansen i lampa R.

R = ❏ Stopp simulering og dobbeltklikk på lampa. ❏ Stemmer beregningen din av R med det du ser i

Resistance-feltet?

❏ Lukk boksen.

EFFEKT

25

EKSEMPEL 6.2 ❏ Åpne Eksempel_6-2. ❏ Ikke start simulering enda.

Effekt

+88.8

S1

230 V

W

P (W) I (A) +88.8 Amps

S2

+88.8 Volts

U (V)

S3

S4

P1

P2

P3

100 W

200 W

300 W

File: Eksempel_6-2.pdsprj Date: 24.09.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Beregn strømmen I , resistansen R og hva wattmeteret

viser for kombinasjonene i tabellen.

Brytere som er lukket

Strøm I (A)

Resistans R (W)

Effekt P (W)

S1 S1 + S2 S1 + S3 S2 + S 3 S1 + S2 + S3

❏ Start simulering og kontrollér beregningene dine. ❏ Stopp simulering og dobbeltklikk på lampene for å sjekke

resistansene. ❏ Kommentér eventuelle avvik mellom beregnede og målte

verdier?

26

EFFEKT EKSEMPEL 6.3 ❏ Åpne Eksempel_6-3.

Effekt

P VARMEOVN

+88.8

S

kW

3

I

2

+88.8

L1 1

AC Amps

0

V

CCT005

U

+88.8 230 V 50 Hz

AC Volts

Effekt File: Eksempel_6-3.pdsprj Date: 24.09.2019 By: @AUTHOR

www.proteus.no

❏ Start simulering og notér strøm og effekt i tabellen .

3

1

2

❏ Beregn R for hver stilling av venderen og før inn i tabellen.

Venderens stilling

Strøm I (A)

Resistans R (W)

Effekt P (W)

0

R1

R2

R3

1

105.8

52.9

26.45

2 3

L1

❏ Stopp simulering. ❏ Trykk på U og kontrollér beregningene dine. ❏ Stemte de?

EFFEKT

27

EKSEMPEL 6.4 ❏ Åpne Eksempel_6-4. ❏ Ikke start simulering enda.

Effekt i

U 12 V

Beregn total strøm og effektutvikling i greina R4-R5-R6.

mW

I

+88.8

P

+88.8 mA

S

i Start animasjon.

Klikk på PAUSE-knappen eller trykk på Esc.

R1

R4

47

33

R2

R5

56

68

R3

R6

82

120

Klikk på hver av komponentene for å lese av spenning, strøm og effekt.

File: Eksempel_6-4.pdsprj Date: 25.09.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Beregn størrelsene i tabellen og før verdiene i raden

«Beregnet».

Beregnet

I

P

PR4

PR5

PR6

50,4

3,36

33,6

50,4

28,8

Målt

❏ Start simulering og kontrollér beregningene dine. ❏ Kommentér eventuelle avvik mellom beregnede og målte

verdier?

28

EFFEKT EKSEMPEL 6.5 ❏ Åpne Eksempel_6-5. ❏ Ikke start simulering enda.

Effekt i P U 12 V

Beregn total strøm og effektutvikling i greina B.

W

+88.8

I +88.8 mA

S

i Start animasjon.

Klikk på PAUSE-knappen eller trykk på Esc.

A B A

Klikk på hver av komponentene for å lese av spenning, strøm og effekt.

B

R1

R2

R3

R4

R5

R6

47

56

82

33

68

120

File: Eksempel_6-5.pdsprj Date: 25.09.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Beregn størrelsene i tabellen og før verdiene i raden

«Beregnet».

Beregnet

I

P

PR4

PR5

PR6

50,4

3,36

33,6

50,4

28,8

Målt

❏ Start simulering og kontrollér beregningene dine. ❏ Kommentér eventuelle avvik mellom beregnede og målte

verdier?

EFFEKT

29

OPPGAVE 6.1 ❏ Åpne Oppgave_6-1. ❏ Ikke start simulering enda.

Effekt

i Start animasjon.

Klikk på PAUSE-knappen eller trykk på Esc. +88.8 Volts

W

+88.8

P 2A

U1

Klikk på hver av komponentene for å lese av spenning, strøm og effekt.

R1 5R

R2 7R

+88.8 Volts

U2

I +88.8 Amps

R3 6R +88.8 Volts

U3

File: Oppgave_6-1.pdsprj Date: 25.09.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Beregn størrelsene i tabellen og før verdiene i raden

«Beregnet».

Beregnet

I

P

PR1

PR2

PR3

50,4

3,36

33,6

50,4

28,8

Målt

❏ Start simulering og kontrollér beregningene dine. ❏ Kommentér eventuelle avvik mellom beregnede og målte

verdier?

EFFEKT OPPGAVE 6.2 ❏ Åpne Oppgave_6-2, men ikke start simulering enda.

Effekt P

i

W

+88.8

30

U 12 V

+88.8 Amps

+88.8 Amps

I1

Start animasjon.

(Klikk på PLAY eller trykk på F12.)

Klikk på PAUSE-knappen eller trykk på Esc. Klikk på hver av komponentene for å lese av spenning, strøm og effekt.

I2

S R3-R4

R1-R2

Klikk på venderen S for å skifte stilling.

I

R1

R2

R3

R4

6R

3R

4R

8R

+88.8 Amps

File: Oppgave_6-2.pdsprj Date: 25.09.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Beregn og før verdiene i radene «Beregnet». <-S

I

I1

I2

Beregnet

P

PR1

PR2

3,36

33,6

50,4

P

PR3

PR4

3,36

33,6

50,4

Målt S->

I

Beregnet

I1

I2

Målt

❏ Start simulering og kontrollér beregningene dine. ❏ Kommentér eventuelle avvik mellom beregnede og målte

verdier?

EFFEKT

31

OPPGAVE 6.3 ❏ Åpne Oppgave_6-3, men ikke start simulering enda.

Effekt

i

W

+88.8

P U 12 V

+88.8 Amps

+88.8 Amps

I1

Start animasjon.

(Klikk på PLAY eller trykk på F12.)

Klikk på PAUSE-knappen eller trykk på Esc. Klikk på hver av komponentene for å lese av spenning, strøm og effekt.

I2

S +88.8 Volts

Grein B

Grein A

U

Klikk på venderen S for å skifte stilling.

I +88.8 Amps

R2

R3

R4

R5

56R

24R

33R

22R

R1 12R

File: Oppgave_6-3.pdsprj Date: 25.09.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Beregn og før verdiene i radene «Beregnet».

Grein A

I

I1

I2

Beregnet

P

PR2

PR3

3,36

33,6

50,4

P

PR4

PR5

3,36

33,6

50,4

Målt Grein B

I

Beregnet

I1

I2

Målt

❏ Start simulering og kontrollér beregningene dine. ❏ Kommentér eventuelle avvik mellom beregnede og målte

verdier?

7 – Vekselstrøm EKSEMPEL 7.1 ❏ Åpne Eksempel_7-1. ❏ Ikke start simulering enda.

Vekselstrøm

U1

V1 +88.8 100 V

AC Volts

Effektivverdi

U2 +88.8

Amplitudeverdi

AC Volts

U3 +88.8

Topp-bunn-verdi

AC Volts

File: Eksempel_7-1.pdsprj Date: 25.09.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Spenningskilden leverer 100 V (effektivverdi) ❏ Hva blir toppverdien (amplitudeverdien)?

Ut = ❏ Hvis du skal kople inn en kondensator over spenningskil-

den for å fjerne elektrisk støy, hvor stor spenning må den tåle?

Ta høyde for + 10 % toleranse på nettspenningen.

UCmin = ❏ Start simulering og kontrollér beregningene dine.

Kan kondensatoren din brukes? ❏ Kommentér eventuelle avvik

VEKSELSTRØM

33

EKSEMPEL 7.2 ❏ Åpne Eksempel_7-2. ❏ Ikke start simulering enda.

Vekselstrøm i

Klikk på mellomromtasten for å simulere.

Klikk i toppen av grafen for å maksimere

U = 230 V / 50 Hz

I

U

R1

230

File: Eksempel_7-2.pdsprj Date: 25.09.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

I grafen er det lagt til en kurve (P). Til venstre ser du hvordan du kan kombinere prober og opprette kurver.

I dette tilfellet: P = I · U ❏ Beregn maksimal- og minimal spenning, strøm og effekt.

Umaks. = Umin. = Imaks. = Imin. = Pmaks. = Pmin. = ❏ Start simulering, maksimér grafen og kontrollér bereg-

ningene dine. Se framgangsmåte på neste side

34

VEKSELSTRØM

Måling i graf

Effekt

Strøm

Generatorspenning

❏ Klikk på en kurve og hold museknappen inne. ❏ Beveg kursoren til bunnen av kurven, deretter til toppen. ❏ Les av spenning/strøm nederst til høyre. ❏ Les av maksimal- og minimal spenning, strøm og effekt.

Umaks. = Umin. = Imaks. = Imin. = Pmaks. = Pmin. = ❏ Kommentér eventuelle avvik.

8 – Spoler EKSEMPEL 8.1 ❏ Åpne Eksempel_8-1, men ikke start simulering enda.

SPOLER

I Ugen.

10 V 1 kHz

S1

+88.8

1

I

2

AC Amps

R1

+88.8

2 +88.8 AC Volts

AC Volts

U

UR1

UL1

L1

236uH

+88.8 AC Volts

UL1

File: Eksempel_8-1.pdsprj Date: 30.09.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

❏ Beregn størrelsene i tabellen og før inn verdiene i raden

«Beregnet».

i

XL = 2 ⋅ π ⋅ f ⋅ L Z = R 2 + XL 2

Beregnet

XL1

Z

I

UR1

UL1

1,48

2,49

4,014

8

5,92

Målt

❏ La venderen S1 stå i stilling «2». ❏ Start animasjon og før instrumentverdiene i raden «Målt» i

tabellen over. ❏ Kommentér eventuelle avvik mellom beregnede og målte

verdier.

36

SPOLER ❏ Stopp animasjon, sett venderen i stilling 1, maksimér

grafen og simulér.

Generator Strøm Spole

❏ Mål maks. og min. verdiene på Ugen, UL og I.

Maks. verdier: Ugen = UL = I = Min. verdier: Ugen = UL = I = ❏ Regn om til effektivverdier og sammenlikne med hva du

leste av på instrumentene. ❏ Kommentér eventuelle avvik

SPOLER

37

EKSEMPEL 8.2 ❏ Åpne Eksempel_8-2, men ikke start simulering enda.

SPOLER Fasevinkel

S

P

Q

Ugen.

10 V 1 kHz

VAR

+88.8

W

+88.8

VA

I

+88.8

Ugen

+88.8 AC Amps

UR1 R1

+88.8

2 +88.8

U

AC Volts

AC Volts

i UL

Vent med avlesninger til tallene har stabilisert seg!

UL1

L1 236uH

+88.8 AC Volts

File: Eksempel_8-2.pdsprj Date: 01.10.2019 By: B. Picard

www.proteus.no

i

S = U ⋅I P = S ⋅ cos j = U ⋅ I ⋅ cos j Q = S ⋅ sin j = U ⋅ I ⋅ sin j

❏ Bruk verdiene fra målingene i forrige eksempel:

U, UR, UL og I til å beregne S, P, Q og j.

S = P = Q = j =

Generator Strøm

❏ Start animasjon og kontrollér beregningene dine.

Spole

S = P = Q = j = Du kan måle fasevinkelen på figuren.

Periodetiden T = 1 ms.

Fasevinkel j (ms) = Fasevinkel j (°) =

j

Effektfaktoren = T

ms °

Elektrofag og elsikkerhet Øvinger og oppgaver Denne boka gir deg eksempler i bruk av følgende moduler i programmet PROTEUS: Skjemategning Animasjon Simulering

PROTEUS kan langt på vei ertstatte tradisjonell laboratorievirksomhet, da programmet inneholder DC- og AC-voltmetre og ampere-metre, oscilloskop, logikkanalysator, signalgenerator, numeriske tastatur, potmetre, brytere og vendere mm.

Flere bøker:

https://proteus.no/

PROTEUS

DESIGN SUITE

PROTEUS

DESIGN SUITE

PROTEUS

DESIGN SUITE

ØVINGER

OPPLÆRING

MINIPROSJEKT

S K J EMAT EG NI NG – ANI MA SJO N – SI M U L ERI NG

S K J E M AT E G N I N G – A N I M A SJ O N – S IMULE R ING

S K J E MAT E GNING – S IMULE R ING – KO R T UT LE GG

Faktabok

Likestrømkretser Likestrømkretser 10 s

Åpne prosjekt

Utført av

Du kan starte på to forskjellige måter:

Dato

2020-02-02

Ny interaktiv utgave

Godkjent av

1. Starte Proteus, klikk på Open Project og velge prosjekt 2. Dobbeltklikke på en prosjektfil

Vekselstrømkretser

□ Vi velger alternativ 1 nå, så start Proteus om programmet ikke kjører.

Vekselstrømkretser 8 s

Åpne prosjekt

Godkjent av

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

i

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Logiske grunnkoplinger ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

Åpne prosjekt

i

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

RV1

100

□ Start Proteus. □ Klikk på Open Project.

2020-02-02

Godkjent av

i

Tellere

L1

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

12V

Innledning Logiske grunnkoplinger File: Eltek-1.pdsprj Date: 21.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

20 s

Utført av Dato

Vekselspenning

Klikk på en av bryterne for å skifte du rotasjonsretning.

(Bryterne virker sammen fordi de er editert til GANG=1.)

Justér potensiometeret for å forandre motorens hastighet: Klikk på pil venstre eller pil høyre på potmeteret.

Tellere

File: veksel-1.pdsprj Date: 15.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

Digitalteknikk-1

SW1

SW2

C

PLAY STEP PAUSE Åpne prosjekt

Åpne prosjekt

12V

□ Klikk på Open Project.

1 2 13

0

Legg merke til pilene som viser strømretning.

Rød farge på leder viser høyeste potensial, blå laveste potensial.

Godkjent av

i

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

□ Start Proteus. □ Klikk på Open Project.

U1:A

Multiplekser/demultiplekser

12 s

2020-02-02

Utført av Dato Godkjent av

Y

?

12

i

74LS11

Minnekretser

Asynkron oppoverteller Animasjon

www.labcenter.com

2020-02-02

Dato

i

Multiplekser/demultiplekser

STOP

SW3

□ Start Proteus.LAMPE

B1

12V

□ Start simulering ved å klikke på Play nede til venstre eller trykk på funksjonstasten på  på tastaturet. □ Legg merke til den røde prikken på generatoren ogA lysintensi0 teten på lampa.

B 0

10 s

Utført av

i JK-vipper egner seg godt til bruk i binærtellere.

De to tilstandene HØY ( 1) og LA V (0) kan brukesDutilkanå fylle represenut direkte i PDF-dokumentet der tere en bit i et binærtall. □ Finn fila Log-1 som du har lagret dobbeltklikkJK-vippe på den. der begge inngangene erdulagt ser gule felt.vil I enogflanketrigget høye, utgangen skifte tilstand for hver flanke på taktpulsen.

OG krets (AND-gate)

Skjermbildene dine kan være litt annerledes.

Start simulering

File: Log-1.pdsprj Date: 24.02.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er

kommet.

Multipleksere (datavelgere) RAM–Random Access Memory i

Skjermbildene dine kan være litt annerledes. □ Finn fila Dig_2-1 som du har□ lagret Finnog filadobbeltklikk mux-1 sompåduden. har lagret dobbeltklikk på den. □ og Åpne fila RAM-1.

Skjermbildene dine kan være litt annerledes.

Skjermbildene dine kan være litt annerledes.

Digitalteknikk-2

QB

?

1J

14

?

U1:B 1J

9

C1

74LS73

C1

1K

31

R

2

8 74LS73

Datainnganger U1:A D0

7 5

1K

10

R

6

12

13

0 1J

D1

74LS73

Multiplekser (Datavelger)

14

1C1

1K

D2 D3

1R

31

TP

0

2

RESET

0

0

File: Dig_2-1.pdsprj Date: 06.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

14 s

2020-02-02

Utført av Dato Godkjent av

Operasjonsforsterkeren i

Klokkesignaler (CLK) Øverst til venstre ser du impulsbryteren MANUELL. Den brukes i til å gi manuelle klokkepulser.

En multiplekser er en elektronisk

QA

?

U2:A 12

13

Minnekretser

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

Beskrivelse av koplingen

Digitalteknikk

QC

www.labcenter.com

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

krets som vi kan bruke til å velge ett

flere inngangssignaler og sende Venderen CLK velger mellom manuelleavklokkepulser og klokketil én utgang. fra pulsgeneratoren AUTO. R2 ersignalet en PULLUP resistor som Her er multiplekseren rotasjonssørger for at? nivået fra impulsbryteren MANUELL ligger en HØY når UTGANG vender som velger én inngang av bryteren ikke er betjent. Uten R2 vil nivået være flytende (hverken gangen.

HØY eller LAV).

SW1 pulser

i

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der Kort repetisjon av PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule operasjonsforsterkeren

SW-ROT-4

Adresseteller (U2:A) U2:A er 4 bits binærteller. Den skal generere adresser til RAMet. Impulsbryteren RESET nullstiller telleren.

Når RESET ikke er Operasjonsforsterkeren er en lineær forsterker med to innganger og aktiv ligger MR på telleren LAV via PULLDOWN resistoren R1. en utgang. Den har høy inngangsimpedans, høy spenningsforsterk-

Operasjonsforsterkeren

2020-03-20

Godkjent av

PULLUP

SW-SPDT-MOM

R2

CLK

1 2

PULLUP

CLK MR

Q0 Q1 Q2 Q3

R1

3 4 5 6

DP2

8 7 6 5 4 3 2 1 23

U1

URinn

A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8

RF

OE

18 20

CE OE

Integrerte spenningsregulatorer

9 D0 10 D1 11 D2 13 D3 14 D4 15 D5 16 D6 17

0 D018 D116 D214 D312

Y0 Y1

A0 A1

a b c

2 4 6

Y0 Y1 Y2

8 7 6

OFF

ON

Godkjent av

i

URinn = − URF

1 2 3

A0 A1 A2

e

11 13 15

U1gf

CINN

8 7 6

TRISTATE BUFFER

OFF

ON

Uut = −

1 2 3

GND 2

Rinn

Uinn

UUT

Effektforsterkere 10 s

i

B C

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

D

BD139

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er

R1

10

C1 10uF

C2 tar vi bare noen enkle eksempler, men de som jobber med Her kommet.

Uut reguleringsteknikk kan sikkert ha glede i av funksjonsblokkene som vises på slutten av denne øvingen. ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i R3 330uF

R2

10

R4

100k

i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

330

□ Åpne Laplace-1.

Q2

BD140

S1

10V

CUT2 100 nF

OP : MULTIPLY

A

Negativ spenningsregulator 7912

Laplace

2s

2021-02-02

Utført av

Godkjent av

A

A

File: effekt-1.pdsprj Date: 14.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

+88.8 Volts

B

+88.8 Volts

i

S3

OP : ADD

RV1

1k

CUT1 1 µF

A+B

B

+88.8 Volts

A*B

+88.8 Volts

A/B

Inngangssignalet Uinn = 2 Vt-b. Frekvensen f = 1 kHz. Signalet fra generatoren skal være frakoplet (SW1 åpen).Juster på potmetrene RV1 og RV2

www.labcenter.com

Dato

Laplace

1

GND 3

A

Laplace

Q1

SW1 SW-SPST

2021-02-02

Dato Godkjent av

Uinn Uut

+12V

Uinn

Uinn PEAK=2 THETA=0 PHASE=0 FREQ=1k OFFSET=0

Dette er en serie trepins negative spenningsregulatorer som i likhet Utgangsspenningen Uut vil være RF med IF. Spenningsfallet URFoveri R F 78XX-serien leveres flere varianter. vil være rettet fra utgangen mot «virtual ground», motsatt rettet av URinn. Minustegnet på høyre side av likhetstegnet viser U2 dette.

CINN 2 µF

Utført av

serfelt. gule felt. serdu gule

Effektforsterkere

Negative «faste» spenningsregulatorer – 79XX

Siden det ikke går nevneverdig strøm inn i den inverterende inngangen, vil Iinn være lik IF, men IF går ut fra Summing Point.

7912 UINN

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

.

100 nF

Positiv spenningsregulator 7812

Hvis Uinn er positiv vil det gå en strøm mot den inverterende inngangen, Iinn.

2

i

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i Utgangstrinn med enkel matespenning i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du

□ CUTÅpne fila

File: RAM-1 Date: 24.07.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

I inverterende kopling ligger derfor potensialet på den inverterende inngangen (Summing Point) på tilnærmet null volt (virtual ground) når den ikke-inverterende inngangen er jordet.

www.labcenter.com

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Effektforsterkere

U så sjekk I R R d 5 4 mange varianter og mange fabrikanter FU = ut = − F F =− F 1 Uinn kan levere Iinn Rinn«bare» Rinn OE databoka nøye før du DIPSW_4 bestiller. Noen regulatorer DSW1 100 mA, andre opp til 1,5 A. RF

74HCT244 TRISTATE BUFFER

330spenningsfall. nF Når det ikke går strøm, blir det heller ikke

2020-02-02

Dato

i

c

d

10 UU3:A 1

Y2 A2 OPAMP 8 Y3 Det A3 finnes

D4 9 D5 7 D6 5

3 17 21 5 4 WE WE Y3 7812at Impedansen mellom de to inngangen erA3 meget høy, slik det ikke 1 3 6116 DIPSW_4 19 OE UINN DSW2UUT STATIC RAM går nevneverdigCMOSstrøm mellom dem.

74HCT244

LES/SKRIV

12 s

Utført av

a

180 PULLUP

ser guleleveres felt. serdu gule felt.

Dette er en serie trepins positive spenningsregulatorer som f b g i flere varianter. e

De finnes i flere spenningsutgaver (XX):I 5+V,I 6=V, 0 8 V, 8,5 V inn F V, 12 V, 15 Uut V, 18 V og 24 V.

FELLES ANODE

Iinn Ii D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

URF

IF

180

22 A9 Operasjonsforsterkeren i INVERTERENDE U3:B kopling 19 A10

10k

OE WE

15 b 14 c 13 d 12 e 11 f 10 g 9

D1 2 D2 3 D3 4 D4 5 D5 6 D6 7 8

Rinn Uinn

U2:A

74LS393 BINÆRTELLER PULLDOWN

R3

INNHOLD I RAM

RN1 Summing D0 1 Point 16 a

RESET 10k

R4

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet.

Positive «faste» i ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i RP1 spenningsregulatorer – 78XXPDF-dokumentet i PDF-dokumentet der der du

Figuren viser «opampen» i inverterende kopling: DP1 Dette displayet inneholder dekoder. ADRESSETELLER I praksis må du bruke dekoder/driver og serieresistorer for å begrense strømmene i segmentene.

Se displayet DP2.

Powerterminaler uten tekst er Vcc = +5 V.

MANUELL

AUTO

KLOKKEGENERATOR 1,5 Hz

www.labcenter.com

24 s

Utført av Dato

i

Integrerte spenningsregulatorer

ning og lav utgangsimpedans.

Minnekretser

File: mux-1.pdsprj Date: 07.04.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

www.labcenter.com

1

Klikk på PLAY-knappen eller trykk på funksjonstast F12 for å starte simulering.

SW2

Logiske grunnkoplinger

ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

□ Finn fila veksel-1 og dobbeltklikk på den.

SW-SPDT GANG=1

SW-SPDT GANG=1

www.labcenter.com

2 3 4 5 6 7 8 9

□ Klikk på Open Project.

Elektroteknikk

SW1 B1

12V

2020-02-02

Utført av Dato

merket med en firkant.

i Skjermbildene dine kan være litt annerledes.

TIL SEGMENTENE

□ Klikk på Open Project.

□ Finn fila Eltek-1.(pdsprj) som du har lagret og dobbelti klikk på den. □ Start Proteus om programmet ikke kjører. ❏ Ting du skal utføre vil være

PULLUP

S2

Lag en hake i firkanten etter hvert som du går fram, så har du oversikt over hvor langt du er kommet. ut direkte Du Du kankan fyllefylle ut direkte i i PDF-dokumentet der PDF-dokumentet der du serfelt. gule felt. serdu gule

S4

OP : SUBTRACT

OP : DIVIDE

A

1k

B

A +88.8 Volts

B

A-B

+88.8 Volts

□ Klikk på PAUSE-knappen eller trykk på på

□ Klikk på INSTRUMENT-ikonet.

❏ Ting du skal utføre vil være merket med en firkant.

Les av på voltmetetrene A+B, A*B, A-B og A/B

starte  for åRV2

10V

www.labcenter.com

i

(klikk på pil opp eller pil ned).

Måle DC- strømmer, spenninger og effekt

□ Klikk på PLAY-knappen eller trykk på I databladene for µA7812C og µA7912C finner vi: animasjon.

• Utgangsstrøm opp til 1,5 A • Ingen eksterne komponenter • Intern termisk overlastbeskyttelse PLAY STEP PAUSE STOP • Tåler høy effekt • Internt kortslutningssikret

B

File: Laplace-1.pdsprj Date: 15.08.2018 By: B. Picard www.pedtec.no

.

Her er vist noen enkle funksjoner: • Addisjon (S1) • Subtraksjon (S2) • Multiplikasjon (S3) • Divisjon (S4) Potmetrene RV1 og RV2 er de to inngangsvariable i form av likespenning på terminalene A og B. □ Start animasjon og prøv de fire variantene ved å justere potmeB C D E F trene.

A

0

G

Forsterkningen ble satt til 0,1 – 10 ganger demping. +88.8

B C

OP : GAIN

2

D

K

kW

+88.8

1

A

K

L3

K3 V1

K

0

K2

L2

L1

AC Amps

2

+88.8

3

J

K OP : GAIN L1

kW

kW

+88.8

+88.8

1

H

K1

I Øvingen Vekselstrømkretser brukte vi en forsterkerblokk 3 WATTMETER 2 WATTMETER fra Laplace-biblioteket til å dempe signal inn på oscilloskopet.

www.labcenter.com

OP : GAIN

L2

AC Amps

3

+88.8

kW

kW

+88.8

+88.8

V3PHASE

4

www.labcenter.com

L2

L3

+88.8

L1

L2

L3

L1-Y

SW4 SW5 SW6

+88.8

L3

L3-Y

R5

L1-D

R6

44

44

L2-D

R1

44

5

L3-D

R2

44

R3

6

44

L3-Y

L1-Y

L2-Y

SW3 7

LASTVELGER – Y/D L2

8

L2-Y

R4

44

AC Volts

SW2

L3-D

AC Volts

SW1

L2-D

AC Volts

7

L1-D

L1

+88.8

6

4

L3

AC Amps

5

GANG=1

Elektrofag og elsikkerhet

STJERNEKOPLET

TERKANTKOPLET

L1

8

FASESPENNING/LINJESPENNING File: 3-fase-1.pdsprj Rev: @ REV Date: 18.04.2017 By: @ AUTHOR www.pedtec.no

9 A

B

C

D

E

F

G

H

J

9 K

www.labcenter.com

www.labcenter.com www.labcenter.com

Revision 1.3

PROTEUS - bøkene kan lastes ned gratis fra våre nettsider!