vår 2020: AUT-1002 El.lære og måleteknikk - 10 stp
Innhold
INTRODUKSJON/OPPSTART
Kort repetisjon av ellære fra fysikken i vg. skole og fra TEK-1010.
Komponent., størrelser og enheter (egenrepetisjon/selvstudium)
Repetisjon - Ohms lov, serie-/ parallellkretser samt energi og effekt.
GRUNNBEGREPER.
Definisjoner av ladning, strøm, spenning og resistans.
Ulike resistanstyper, resistansens temperaturavhengighet - følere og givere. U-I-karakteristikk.
Oppbygging og bruk av ohm-, ampere- og voltmeter. Instrumentenes påvirkning på måleresultatet.
SERIE- OG PARALLELLKRETSER.
Resistanser og spenningskilder i serie og parallell, samt blandet kopling
(serie-parallellkretser). Kirchhoffs spennings- og strømlov. Effekt.
Resistans i ledere, spennings- og effekttap i ledere.
INTRODUKSJON/OPPSTART
Kort repetisjon av ellære fra fysikken i vg. skole og fra TEK-1010.
Komponent., størrelser og enheter (egenrepetisjon/selvstudium)
Repetisjon - Ohms lov, serie-/ parallellkretser samt energi og effekt.
GRUNNBEGREPER.
Definisjoner av ladning, strøm, spenning og resistans.
Ulike resistanstyper, resistansens temperaturavhengighet - følere og givere. U-I-karakteristikk.
Oppbygging og bruk av ohm-, ampere- og voltmeter. Instrumentenes påvirkning på måleresultatet.
SERIE- OG PARALLELLKRETSER.
Resistanser og spenningskilder i serie og parallell, samt blandet kopling
(serie-parallellkretser). Kirchhoffs spennings- og strømlov. Effekt.
Resistans i ledere, spennings- og effekttap i ledere.
Spenningsdeler og strømdeler. Spennings-/strømkildemodell. Kildenes lastlinje. Maks spenning i last. Ulineære laster. Wheatstones målebro.
Prinsipp/oppbygning og bruk av volt-, ampere- og ohmmeter.
KRETSANALYSE / KRETSTEOREMER:
Bruk av Kirchhoffs lover. Superposisjonsprinsippet.
Thevenin’s og Norton’s topolekvivalent. Maskelikninger.
MÅLETEKNIKK:
Måling av posisjon, trykk, strømning og nivå.
Temperaturmålinger: Pt100, termistor. termoelement
Resistansmåling: Brokoplinger, 2-, 3- og 4-leder kopling.
Strekklapper: Virkemåte, temperaturkompensering, anvendelser.
Transmittere: Kalibrering, linearitet. Målenøyaktighet. Støy.
KONDENSATORER:
Litt om elektriske felt. Kondensatorens oppbygging, egenskap (virkemåte), kapasitans, serie- og parallellkopling, ladningsfordeling.
Inn- og utkopling av kondensatorer i likestrøms-kretser med resistans.
Måleteknikk med basis i kapasitive prinsipper
MAGNETISME:
Magnetiske grunnbegreper. Magnetiske kretser med jernkjerne og jernkjerne med luftgap. Magnetisk kraft mellom jernkjerne og åk.
INDUKTANSER (spoler):
Magnetisk induksjon - indusert spenning - Generatorprinsippet.
Magnetisk kraft på strømførende leder i et magnetfelt - motorprinsippet.
Spolens egenskap (virkemåte), energi i induktansen, serie- og parallellkopling.
Inn- og utkopling av spoler i likestrøms-kretser med resistans. Litt om transformatorprinsippet.
VEKSELSTRØM
Introduksjon (uten bruk av kompleksmetoden).
Sinusspenning og strøm. Middelverdi og effektivverdi.
Vekselstrømkretser (RC-, LC- og RLC-kretser). Reaktans, impedans, spenning, strøm, effekt, faseforskyvning. Viserdiagram.
Komplekse tall og kompleksmetoden brukt i vekselstrømkretser.
Introduksjon. Beregningseksempel. Serie- og parallellresonans Fasekompensering - med regneeksempler
Filtrering av ulike signaler.
Målebroer i vekselstrømkretser. Prinsipp for måling av kapasitans, induktans og frekvens.
Løsning av AC-kretser ved hjelp av superposisjonsprinsippet, Thevenins teorem og maskelikninger.
Hva lærer du
Kunnskap og forståelse
- Grunnleggende kunnskaper innen elektroteknikk og måleteknikk.
- Dybdekunnskap innenfor kjerneområdene el-lære, måleteknikk og kretsanalyse.
Ferdigheter
- Kan arbeide i relevante laboratorier med målemetoder, feilsøking og bruk av relevante instrumenter og programvarer
- Kan anvende matematiske kunnskaper for analytiske beregninger og vurderinger
Generell kompetanse
- Har god forståelse av relevante definisjoner og begreper samt anvendelse av teori og metoder
- Kan kommunisere med andre om el-lære og måleteknikk.
- Har et godt grunnlag for videre emner i studieplanen og eventuelt videre studier.
Eksamen
Arbeidskrav:
Følgende arbeidskrav må være fullført og godkjent før studenten kan framstille seg til eksamen:
- 5 av 6 obligatoriske regneøvinger
- Godkjent deltakelse i 5 laboratorieøvinger inkl. forarbeid og godkjente rappoorter på 2 utvalgte laboratorieoppgaver.
Eksamensform:
4 timers skriftlig skoleeksamen
Karakterskala:
Det gis bokstavkarakterer på en skala fra A til F, hvor F er ikke-bestått.
Kontinuasjon:
Det gis kontinuasjonsadgang for studenter som ikke har bestått siste ordinære arrangerte eksamen i dette emnet
Tillatte hjelpemidler ved eksamen
- Kalkulator uten innlagt tekst
- Teknisk formelsamling med tabeller. Gyldendal forlag. (Forfattere: Pedersen, Gustavsen, Kaasa og Olsen.)
- Om emnet
- Studiested: Tromsø |
- Studiepoeng: 10
- Emnekode: AUT-1002
- Ansvarlig enhet
- Institutt for automasjon og prosessteknologi