TSDT48 Elektriska kretsar
(I1, Ii1)

Kursprogram våren 2003 (I, Ii)

Målbeskrivning

Kursen har tre huvudmoment: Likströmsteori, växelströmsteori och förstärkarteknik. Här följer målbeskrivning för varje huvudmoment. För varje delmoment anges uppgifter som behandlar momentet. De uppgifter som markerats med fet stil är uppgifter som ni rekommenderas att lösa innan ni ger er i kast med inlämningsuppgifterna.

8.1. LIKSTRÖMSTEORI

• Att kunna definiera och förstå begreppen ström, spänning, potential och effekt. (1-9)
• Att behärska begreppen graf, nod, gren, maska.
• Att förstå skillnaden mellan ström- och spänningskällor samt att veta vilka egenskaper såväl ideala som icke-ideala källor har. (1-1, 1-5, 1-15, 1-16)
• Att förstå skillnaden mellan nätelement och komponenter. (1-14, 1-15, 1-16)
• Att kunna ställa upp samband mellan strömmar och spänningar i en elektrisk likströmskrets med hjälp av Kirchhoffs strömlag, Kirchhoffs spänningslag och Ohms lag. (1-1, 1-5, 1-10, 1-11, 1-12, 1-13, 1-15, B-1)
• Att kunna beräkna ekvivalent resistans vid seriekoppling respektive parallellkoppling mellan ett godtyckligt antal resistanser. (1-2, 1-3)
• Att kunna tillämpa spänningsdelningsformeln på ett godtyckligt antal seriekopplade resistanser. (1-5 a, 1-6, 1-7)
• Att kunna tillämpa strömdelningsformeln på ett godtyckligt antal parallell-kopplade resistanser. (1-5 d,1-8a, b, 1-11 b)
• Att kunna eliminera ström- och spänningskällor som är ensamma i sin gren, samt att kunna eliminera nätelement som är överflödiga i sin gren.
  (1-26, 1-27, 1-28, 1-29, 1-31 a)
• Att kunna ställa upp de ekvationer som behövs för att beräkna ström eller spänning i ett plant likströmsnät dels genom slinganalys dels genom nodanalys. Den "långa vägen" utgående från Kirchhoffs lagar måste behärskas. Den "korta vägen" med formell metodik måste inte behärskas men kan med fördel användas.
  (1-22, 1-23, 1-24, 1-25, 1-26, 1-27, 1-28, 1-29, 1-30, B-2)
• Att kunna bestämma hur många ekvationer respektive metod kräver utgående från nätets graf.
• Att kunna använda nodanalys för beräkningar på ett tredimensionellt likströmsnät. (B-3)
• Att kunna bestämma inre resistansen hos en given enport, dels genom att nollställa samtliga källor i enporten och sedan använda serie- och parallell-kopplingsformler eventuellt i kombination med -Y-transformationer, dels som kvoten mellan tomgångsspänning och kortslutningsström. (1-16, 1-43, 1-44, 1-45)
• Att kunna bestämma såväl en Thévenin- som en Nortonekvivalent till en enport. (1-43, 1-45, 1-46)
• Att kunna göra effektberäkningar i likströmsnät. (1-14, 1-17,1-18, 1-19)
• Att förstå innebörden av begreppet effektanpassning, samt kunna härleda villkoret för effektanpassning. (1-20)
• Att vid behov kunna använda -Y- eller Y--transformationer vid kretsberäkning. (1-49, 1-50, 1-51)

8.2. VÄXELSTRÖMSTEORI

• Att vara väl förtrogen med egenskaper och funktion hos kondensator och spole (induktor) samt motsvarande nätelement kapacitans respektive induktans. (2-1, 2-2, 2-11, 2-12, 2-13, 3-5, 3-6, 3-8, 3-9, B-12)
• Att kunna ställa upp och lösa de differentialekvationer som gäller vid upp- och urladdning av kapacitans och induktans. (B-15)
• Att förstå vad som händer när snabbt- respektive långsamt varierande ström/spänning ansluts till kapacitans/induktans i serie med en resistans.
• Att behärska, samt förstå skillnaden mellan, olika modeller för stationär sinusformad växelström (vågdiagram, sinusfunktion, visardiagram, komplext uttryck). (2-2, 2-4)
• Att kunna beräkna strömmar och spänningar i ett växelströmsnät med användning av j-metoden. (2-14, 2-15, 2-16, 2-17, 2-18, 2-19, 2-20, B-13)
• Att kunna definiera begreppen samt bestämma impedans, resistans, konduktans, admittans, reaktans och susceptans för en växelströmsenport.
  (2-21, 2-22, 2-23, B-14)
• Att förstå innebörden av serieresonans respektive parallellresonans.
  (2-23, 2-24, 2-25, 2-26, 2-27, 2-28)
• Att förstå begreppen samt kunna beräkna momentan, komplex, aktiv, reaktiv och skenbar effekt för en impedans.
  (2-33, 2-34, 2-35, 2-36, 2-37, 2-40, 2-41, 2-43, B-16, B-17, B-18)
• Att förstå vad faskompensering innebär samt kunna beräkna värdet av en kapacitans/induktans så att faskompensering erhålls. (2-38, 2-39, 2-42)
• Att kunna använda j-metoden för att beräkna strömmar och spänningar i nät som innehåller transformatorkopplingar; med ideala transformatorer.
  (2-52, 2-53, 2-56, B-19)
• Att behärska impedanstransformering för beräkning på kretsar som innehåller ideal transformator. (2-52, 2-53, 2-56, B-19)
• Att förstå vad anpassning innebär samt behärska de villkor för anpassning som gäller vid olika typer av variabla belastningar.
  (2-53, 2-54, 2-55, 2-56, 2-57, 2-58)
• Att kunna definiera begreppen LP-, HP-, BP, BS-filter; även ideala, samt vad som menas med gränsfrekvens och bandbredd.
• Att kunna avgöra vilken typ av filter en given krets utgör. (2-30, 2-31, 2-32, B-21)
• Att förstå innebörden av begreppen amplitud- och faskaraktäristik.
• Att kunna beräkna och skissera amplitudkaraktäristik och faskaraktäristik samt bestämma gränsfrekvens(er) för ett elektriskt filter.

8.3. FÖRSTÄRKARTEKNIK

• Att känna till konstruktion och funktion av diod, zenerdiod, fotodiod, tunneldiod, lysdiod. (3-11, 3-13, 3-14)
• Att kunna bestämma belastningslinje samt arbetspunkt för såväl diod som zenerdiod ingående i en likströmskrets. (3-12, 3-15, 3-17)
• Att kunna dimensionera resistansvärden så att en diod eller en zenerdiod får önskad arbetspunkt. (3-16)
• Att kunna dimensionera resistansvärden så att en diod eller en zenerdiod ej överskrider specificerad maximal effektutveckling. (3-18)
• Att kunna beskriva samt använda de tre gängse modellerna för OP-förstärkare vid beräkning på förstärkare innehållande OP. (4-35, 4-38, B-35, B-36)
• Att kunna beskriva principfunktionen av en ideal OP-förstärkare; dels vid stationärt tillstånd dels dynamiskt initialförlopp.
• Att kunna bestämma sambandet mellan utspänning och inspänning för olika typer av OP-förstärkarkopplingar, t.ex. vanlig negativt återkopplad OP, icke-inverterande OP-förstärkare, integrator och olika typer av aktiva filter.
  (4-34, 4-36, 4-37, 4-39, 4-40)
• Att kunna beskriva sambandet mellan råförstärkning och frekvens för en OP-förstärkare.
• Att kunna redogöra för sambandet mellan frekvens och bandbredd för en OP-förstärkare.
• Att kunna omvandla spännings- och effektförstärkningsvärden till dB-värden och vice versa. (4-27, 4-28, 4-33)
• Att förstå begreppen dB/oktav och dB/dekad samt kunna beräkna dessa värden för filter och förstärkare. (4-31, 4-32)
• Att förstå innebörden av begreppet kaskadkoppling, samt kunna bestämma total förstärkning vid kaskadkoppling av ett godtyckligt antal förstärkarsteg.
  (4-29, 4-30)