El-Teknik A. Rasmus Kibsgaard Riehn-Kristensen & Jonas Pedersen. Klasse 3.4

Transkript

1 El-Teknik A Rasmus Kibsgaard Riehn-Kristensen & Jonas Pedersen Klasse

2 Strømstyrke i kredsløbet. Til at måle strømstyrken vil jeg bruge Ohms lov. I kredsløbet kender vi resistansen og spændingen. Så længe operationsforstærkeren ikke er gået i mætning, ved jeg at spændingen ved minusindgangen er 0. Dette betyder at U er spændingen vi målte ved U i. Jeg ved så også at R er de 10 K. Dette er tilfældet hvor U = 0,5. I vil selvfølgeligt variere alt efter hvor stor en spænding man sender igennem kredsløbet, men så længe man holder sig inden for de to ydre grænser for hvor systemet får i mætning, vil ovenstående formel fungere. Der dog også en forskel når operationsforstærkeren er mættet. Så er U den spændingsforskel der er mellem U i og U o. R er summen af de 2 resistanser. Dette er tilfældet når U i er 3 volt. Her går operationsforstærkeren i mætning, og den spænding vi målte ved U o var -4,5 V. Forklaringen i at der skal bruges 2 måder er pga. spændingsforskellen mellem indgangen og + indgangen på operationsforstærkeren. Når den ikke er gået i mætning er spændingsforskellen mellem de 2 0 V. Da + indgangen er sat til stel, ved vi at spændingen ved indgangen også er 0. Derfor må den strøm der går fra U i og hen til indgangen så også være den samme strøm der går igennem 47 K resistansen.

3 Opsætningen på fumlebrættet Herunder kan vores opstilling på fumlebrættet ses. Først har vi en tegning af, hvordan opstillingen skal se ud, og dernæst et billede af selve opstillingen efter at den er samlet på fumlebrættet. Figur 1: Arbejdstegning til opstilling Figur 2: Opstillingen på fumlebræt

4 Afprøvning af opstillingen For at vise at vores opstilling fungerer, så foretager vi nogle målinger af spændingen både før forstærkeren og i slutningen af systemet. Slutspændingen Vi har foretaget en måling af slutspændingen for at se hvordan den opfører sig. Vi har allerede en formel til at udregne slutspændingen med udgangspunkt i resistanserne og input spændingen. Formel ser ud således:. Denne kan vi omskrive så den passer til vores opstilling. Først og fremmest har vi sat en variabel resistor i starten, så inputtet kan varieres. Derfor bliver inputtet lig x. De to resistanser kender vi allerede. og. Derfor kommer funktionen for spændingen i vores system til at se således ud: Og indtegnet ses den til højre Efter at have udregnet denne graf for spændingens opførsel, så har vi foretaget nogle målinger på vores system, for at se om vores opstilling har den funktion som vi har udregnet den til at have. Vi Vo 5-4,5 4,5-4,5 4-4,5 3,5-4,5 3-4,5 2,5-4,5 2-4,5 1,5-4,5 1-4,5 0,5-2, ,5 2,41-1 3,8-1,5 3,8-2 3,8-2,5 3,8-3 3,8-3,5 3,8-4 3,8-4,5 3,8-5 3,8 Vi har foretaget målinger for hver halve spændings forskel i inputspændingen. Som det ses på vores data til venstre, så er der et loft for vores data. Dette loft er det tidspunkt hvor systemet bliver mættet. Når systemet bliver mættet, så stopper ændringen af spænding. Spændingen når sit loft og sit gulv. Til højre ses vores data som en graf. Nu, for at se om vores udregnede resultat for grafen er det samme som grafen for vores data, sammenligner vi graferne.

5 Vurdering af vores resultater Det er simpelt at sammenligne graferne, vi indtegner blot dem begge i et koordinatsystem. Den blå serie er vores data, og det ses tydeligt at der er et lille knæk i starten. Dette knæk kommer frem pga. loftets værdi ikke er det samme som bundens. Topværdien er 3.8 og bunden er Dette gør at grafen går lidt skævt ved først dyk. Den røde graf, er den vi har udregnet ud fra formlen man bruger til at udregne outputspændingen fra en forstærker. Spændingsforskellen over forstærkeren Teorien siger at, når vi måler outputspændingen, så holder forstærkeren spændingsforskellen, mellem inputspændingen og stellet, på 0 så længe systemet ikke er mættet. Vi foretog nogle målinger og fik en graf, der ser sådan her ud: Som det ses, så ændrer kurven sig mod og til 0 fra -1 til 1 på grafen. Præcis den samme spænding hvor outputspændingen ændrer sig.