Vår 2016

AUT-1002 Ellære og måleteknikk - 10 stp

Ansvarlig enhet

Institutt for automasjon og prosessteknologi

Emnetype

Kan ikke tas som enkeltemne.

Studiepoengreduksjon

AS110 Måle- og kontrollteknikk m/prosjekt 10 stp

Innhold

INTRODUKSJON/OPPSTART Case (gruppearbeid) se utlevert problemstillinger Litt repetisjon av ellære fra fysikken i vg. skole. Komponent., størrelser og enheter (egenrepetisjon/selvstudium) Repetisjon - Ohms lov, serie-/ parallellkretser samt energi og effektbl. GRUNNBEGREPER. Definisjoner av ladning, strøm, spenning og resistans. Ulike resistanstyper, resistansens temperaturavhengighet - følere og givere. U-I-karakteristikk. Bruk av ohm- ampere- og voltmeter. 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. Ulineære laster. Wheatstones målebro. MÅLETEKNIKK: Prinsipp/oppbygning og bruk av volt-, ampere- og ohmmeter. Måling av posisjon, trykk, strømning og nivå. Temperaturmålinger: Måleproblemet, Pt100, termistor. Resistansmåling: Brokoplinger, 2-, 3- og 4-leder kopling, termoelement. Strekklapper: Virkemåte, temp.kompensering, anvendelser. Transmittere: Kalibrering, linearitet. Målenøyaktighet. Støy. Motstandsnettverk/Kretsteoremer: Bruk av Kirchhoffs lover. Superposisjonsprinsippet. Thevenin og Nortons topolekvivalent. Maskelikninger. KONDENSATORER: Litt om elektriske felt. Kondensatorens ppbygging, egenskap (virkemåte), kapasitans, serie- og parallellkopling, ladningsfordeling. Inn- og utkopling av kondensatorer i likestrømskretser 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 magnetisk felt motorprinsippet. Spolens egenskap (virkemåte), energi i induktansen, serie- og parallellkopling. Inn- og utkopling av spoler i likestrømskretser med resistans. Litt om transformatorprinsippet. (Basisforståelse innenfor Magnetisme og Induksjon, er særdeles viktig innen måleteknikk (magnetiske (bl.a. differensialtransformator) og induktive prinsipper). Videre er denne basisforståelsen en forutsetning for AC-kretser og for «magnetisk støy» i signaloverføring og i elektroniske systemer. I tillegg vil dette være grunnlag for eventuelle andre emner, som - lavspenningsanlegg, motorer, kraftelektronikk, etc.) VEKSELSTRØM Introduksjon (uten bruk av komlpeksmetoden). Sinusspenning og strøm. Middelverdi og effektivverdi Vekselstrømskretser (RC-, LC- og RLC-kretser). Reaktans, impedans, spenning, strøm, effekt, faseforskyvning. Viserdiagram. Komplekse tall og kompleksmetoden brukt i vekselstrømskretser. Introduksjon. Beregningseks. Serie- og parallellresonans Fasekompensering med regneeks. Filtrering av ulike signaler. Målebroer i vekselstrømskretser. Prinsipp for måling av kapasitans, induktans og frekvens Løsning av AC-kretser ved hjelp av Superposisjonsprins., Thevenin og Maskelikninger.

Hva lærer du

Emnet skal gi kandidaten innføring i grunnleggende kunnskaper innen elektrotekniske, måletekniske emner.

Kandidaten skal kunne arbeide i relevante laboratorier og beherske målemetoder, feilsøkingsmetodikk, bruk av relevante instrumenter og programvare som grunnlag for målrettet og innovativt arbeid.

Kunnskap

Kandidaten skal:

Ha grunnleggende kunnskaper innenfor noen kjerneområder i elektrotekniske emner som andre emner bygger på.
Ha dybdekunnskap innenfor kjerneområdene: el-lære, måleteknikk, kretsanalyse.

Ferdigheter
Kandidaten skal kunne:

Arbeide i relevante laboratorier med målemetoder, feilsøking og bruk av relevante instrumenter og programvarer
Anvende matematiske kunnskaper for analytiske beregninger og vurderinger

Generell kompetanse

Kandidaten skal:

Ha god forståelse av:
- Relevante definisjoner og begreper
- Anvendelse av teori og metoder
Kommunisere med andre om el-lære og måleteknikk.
Ha et godt grunnlag for videre emner i studieplanen og eventuelt videre studier.

Undervisnings- og eksamensspråk

Norsk

Undervisning

48 t Forelesninger, 24 t regneøvinger, simuleringer, 15 t laboratoriearbeid og prosjekt.

Eksamen

5 a 6 obligatorike øvinger åvære godkje for å få adgang til ekamen.

4 timers skriftlig eksamen. Bokstavkarakter A - F.

Studenter som ikke har bestått - eller har gyldig fravær ved siste ordinære eksamen tilbys kontinuasjonseksamen tidlig i påfølgende semester.

Dato for eksamen

Skriftlig 07.06.2016

Eksamensdato er foreløpig og vil kunne bli endret. Endelig eksamensdato kunngjøres ved oppslag på det enkelte fakultet primo mai for vårsemesteret og primo november for høstsemesteret.

Pensum

Oppgis ved studiestart.