UL FPP
Računske naloge
razl. 1.3
pripravil F. Dimc
1. Kakšna sila deluje med dvema žicama, ki sta med seboj razmaknjeni za
20cm, dolgi 15m in po katerih teče tok 5A?
2. Koliko F znaša kapacitivnost, če s 100 V nanesemo 1 As naboja?
C=
Q
1 As
=
= 0 ,01 F
U 100 V
3. Koliko Ω znaša upornost, če upor priključimo na 100 V in teče tok 2 A? (1t)
R=
U 100 V
=
= 50 Ω
I
2A
4. Koliko Ω znaša reaktivna upornost kondenzatorja, če je priključen na 100
V, 50 Hz in ima kapacitivnost 1 mikrofarad? (1t)
XC =
1
1
1
=
=
= 3183 Ω
ωC 2π fC 2π ⋅ 50 Hz ⋅10−6 F
5. Koliko Ω znaša reaktivna upornost tuljave, če je priključena na 100 V, 50
Hz in ima induktivnost 1 milihenri? (1t)
X L = ω L = 2π fL = 0,314Ω
UL FPP
6. Koliko znaša izkoristek, če stroj, priključen 2 h na 100 V rabi tok 2 A,
opravi mehansko delo 360 kJ? (1t)
η=
360 kJ
360 kWs
360 000 Ws
=
=
= 0 , 25
100V 2 A 2h 400 Wh 4 00 3600 Ws
7. Koliko izgub (VA) nastane v 50 VA transformatorju s prestavnim razmerjem
100:5, ko ga priključimo na omrežje 250 V in skozi breme teče tok 2 A? (1t)
U prim
U prim
250 V
prestava =
⇒ U sek =
=
= 12 ,5 V
U sek
prestava
20
moč na sekundarni strani = U sek I sek = 12 ,5 V ⋅ 2 A = 25 VA
izgube = moč na primarni strani − moč na sekundarni strani = 50 VA − 25 VA = 25 VA
8. Koliko izgub (vatnih ur oz. Wh) nastane v grelniku vode, ko ga za 5 min (=
5/60 h) priključimo na omrežje 230 V in pri cos fi = 0,95 skozi njega teče
tok 4 A? Za gretje vode izkoristimo 70 Wh toplote. (1t)
energijske izgube = Wvložena − Wizkoriščena = UI cos ϕ t − toplota =
= 230 V ⋅ 4 A ⋅ 0,95 ⋅
5
h − 70 Wh = 2 ,8 Wh
60
9. Imate elektriški filter, ki je sestavljen iz kondenzatorja s kapacitivnostjo
47 nF in upora z upornostjo 10 kΩ. Pri kateri frekvenci pade moč na
izhodnem elementu na polovico? (1t)
1
AV
=
= 339 Hz
f lomna =
4
2π RC 2π ⋅10 V ⋅ 47 ⋅10−9 As
10. Antena oddaja s konično močjo 100 W, zmnožek dobitkov anten znaša 10,
valovna dolžina 40 cm, moč šuma 1 W. Koliko znaša moč signala, če je
sprejemnik 5 km stran od oddajnika ? (1t)
2
Psignal
2
 λ 
 0, 4m 
−8
= PT GT GR 
 = 100W ⋅10 
 = 4, 05 ⋅10 W
3
 4π R 
 4π ⋅ 5 ⋅10 m 
UL FPP
11. Antena oddaja s konično močjo 100 W. Kako bi omogočili, da znaša moč
signala v sprejemniku 5 km stran od oddajnika vsaj 1 nW ? (1t)
Rešite sami, rešitve pošljite po e-pošti oz. sporočite kje se vam je
zataknilo!
12. Elektromagnetno valovanje se širi od oddajnika v ravni črti do
sprejemnika. Pri oddajni konični moči 10 mW (PT) sprejemamo na
razdalji 1 km. Zanima nas na koliko vatov moramo moč PT povečati, da
bomo z istim sprejemnikom, spet imeli enako razmerje signal/šum, na
razdalji 2 km, če so ostali pogoji sprejema enaki?
13. Polna 12 V baterija s kapaciteto 2400 mAh izgubi v prvih treh urah
uporabe 25 % svoje energije.
a. Koliko Wh električne energije je v bateriji po treh urah?
b. Na kateremu uporu bomo iz baterije dobili večjo moč: na 40 omskem če
je baterija polna ali na 30 omskem po treh urah uporabe?
Rešite sami, rešitve pošljite po e-pošti oz. sporočite kje se vam je
zataknilo!
UL FPP
14. Napravo, ki je zaporedna kombinacija 10 Ω upora in tuljave 27 mH,
napajamo z 220 V frekvence 49,5 Hz. Nazivna vrednost cosφ znaša 0,79.
Ali za napravo zadostuje 16 A varovalka? Ali cosφ pade v območje ± 5% okoli
podatka proizvajalca?
Skicirajte trikotnik impedanc!
I=
U
=
Z
U
220V
=
−3 2
=
220V
= 16,848 A
13,058Ω
R + (ωL )
100Ω + 4π ( 49 ,5 ⋅ 27 ⋅10 ) Ω
10Ω
R
=
= 0 ,766 = 0 ,79( 1 − 0 ,03 )
cos ϕ =
2
2
13,058Ω
R + (ωL )
2
2
2
varovalka ustreza cosφ v območju 5% 

R
ϕ = arccos 
 R 2 + ( ω L )2

2
2
varovalka ne ustreza 
cosφ ni v območju 5% 



R 2 + ( ω L )2
ϕ
R
ωL
UL FPP
15. Električni radiator ima pri nazivni napetosti 230V grelno moč 4000W.
Zaradi obremenitve omrežja je na priključni točki, kjer je radiator
priklopljen omrežna napetost samo 220V. S kakšno močjo bo v danem
primeru grel električni radiator (pri napetosti 220V!)? Kakšen tok bo
tekel pri napetosti 230V in kakšen pri napetosti 220V?
Rna 220V = Rna 230V =
U na 230V U na 230V 230V ⋅ 230V
=
=
Pna 230V
I na 230V
4000W
U na 230V
U

(U
) (U
) Pna 230V = 3660W
=  na 220V  Rna 220V = na 220V = na 220V
2
Rna 220V
(U na 230V )
 Rna 220V 
2
Pna 220V = U na 220V I na 220V = ( I na 220V ) Rna 220V
2
(U na 220V )
I na 220V
P
Rna 220V
= na 220V =
U na 220V
U na 220V
2
2
2
=
(U na 220V )
2
U na 220V Rna 220V
=
U na 220V
(U na 230V )
2
=
U na 220V Pna 230V
(U na 230V )
2
=
220V 4000W
( 230V )
2
= 16 ,635 A
Pna 230V
I na 230V =
Pna 230V
4000W
=
= 17 ,391A
U na 230V
230V
16. Napetost izvora je 100 V. Zaporedno povežimo tri upore z upornostmi 10
Ω, 20 Ω in 30 Ω. Izračunajmo kolikšen tok, napetost in moč bi lahko
izmerili na vsakem izmed njih.
UL FPP
17. Na omrežno napetost 100 V imamo priključenih deset žarnic, namenjenih
za omrežno napetost. Skicirajte vezavo žarnic na omrežno napetost (na
hrbtno stran). Skozi vsako od prvih štirih teče tok 1 A, zadnjih šest je 50
W. Vse gorijo od ponedeljka do petka povprečno deset ur na dan. Z
izračunom potrdite ali stroške porabe električne energije vseh žarnic
skupaj v enem delovnem tednu presegajo 10 evrov, če stane 1 kWh 30
centov?
strošek = (4 ⋅ 100kW ⋅ 10h/dan ⋅ 5dni+6 ⋅ 0,050kW ⋅ 10h/dan ⋅ 5dni) ⋅ 0,3evra/kWh = 10,5 evra
stroški presegajo 10 evrov 
stroški ne presegajo 10 evrov Vezava naloge 17
ižar
~
u(t)
Pžar
1
ižar2
Pžar2
ižar9
Pžar9
ižar10
Pžar10
UL FPP
18. Napajalna moč radarja je 100W. Izsevana moč enega impulza znaša 3kW
impulze trajajoče 1µs oddaja antena s frekvenco 1kHz.
Izračunajte kolikšno moč seva radar in s kolikšnim izkoristkom deluje?
19. Na napetost 100 V priključimo upor, ki troši moč 200 W. Kolikšen tok bi
izmerili na uporu in koliko sploh znaša njegova upornost?
UL FPP
20. Napravo, ki je zaporedna kombinacija 10 Ω upora in tuljave 27 mH,
napajamo z 220 V frekvence 49,5 Hz. Nazivna vrednost cosφ znaša 0,79.
Kateri kondenzator moramo vzeti, da dobimo z uporom 10 Ω enak cosφ
kot s tuljavo?
Skicirajte trikotnika: impedanc za RL in admitanc za RC!
admitanca = 1/impedanca
UL FPP
UL FPP
21. Na omrežno napetost 230 V imamo priključena motorja dveh dvigal.
Skozi vsakega teče tok 25A. Koliko evrov stane energija, ki jo rabita
motorja v enem mesecu, če delata med delavniki (od ponedeljka do
petka) povprečno po 16 ur, ob koncih tedna (v soboto in nedeljo) pa po 6
ur na dan, cena 1kWh pa znaša 25 centov? Za dolžino meseca lahko
zaradi lažjega računanja vzamete kar 28 dni. Narišite vezavo motorjev
na omrežje!
UL FPP
22. Napetost izvora je 100 V. Vzporedno povežimo tri upore z upornostmi
10 Ω, 20 Ω in 30 Ω. Izračunajmo kolikšen tok, napetost in moč bi lahko
izmerili na vsakem izmed njih. Kolikšno moč bi izmerili na vseh uporih
skupaj in koliko energije bi porabili vsi skupaj v dveh urah?
23. Vzemimo en kilometer dolgo žico s specifično upornostjo 0,0210-6 Ωm.
Proizvajalec žice zagotavlja, da ima njegov izdelek presek (površina, ki
jo opazimo, ko žico presekamo) 5 mm2. Kolikšno upornost bi izmerili
žici?
UL FPP
24. Napetost izvora je 100 V. Vzporedno vezanima uporoma z upornostma 20
Ω in 30 Ω vežimo zaporedno še upor z upornostjo 10 Ω. Izračunajmo
kolikšen tok, napetost in moč bi lahko izmerili na vsakem izmed njih.
Kolikšno moč bi izmerili na vseh uporih skupaj in koliko energije bi
porabili vsi skupaj v dveh urah?
UL FPP
25. Svetilka stoji en kilometer stran od izvora napetosti 100 V. V svetilko
bomo vstavili žarnico, na kateri piše, da pri napetosti 100 V troši 100 W
moči. Žarnico bomo povezali z izvorom z dvema žicama iz naloge 23.
Koliko znašata v resnici moč in napetost na žarnici?
26. Koliko je dolga aluminijasta žica preseka 4 mm2, če je njena upornost
0,745 Ω? Specifična upornost aluminija je 0,029710-6 Ωm.
UL FPP
27. Proizvajalec naprave je na ohišje nalepil karakteristiko naprave I(U) na
kateri podaja odvisnost toka I od napetosti U. Zanima nas kolikšno moč
troši naprava pri napetosti 230 V in kolikšna je tedaj njena upornost?
28. Z električnim grelnikom segrejemo 1 liter vode za 80 stopinj. Za
pridobitev tolikšne toplote porabimo 120 Wh električne energije.
Kolikšen izkoristek ima grelnik?
UL FPP
29. Na izvor napetosti sta priključena vzporedno vezana upora z upornostma
10 Ω in 50 Ω. Kolikšno moč trošita oba upora skupaj? Ali bo upor 50 Ω
prenesel izklop upora 10 Ω, če je na njem lahko največ 210 W moči?
30. Realno tuljavo modeliramo kot zaporedno vezavo omske upornosti 1 Ω in
induktivnosti 10 mH. Na hrbtno stran skicirajte trikotnik upornosti!
Kolikšen (skupni) tok rabi tuljava, če obratuje pri napetosti 100 V in
frekvenci 1 kHz? Koliko znaša absolutna vrednost impedance tuljave Z pri
omenjenih pogojih?
UL FPP
31. Izgube v bakru enofaznega transformatorja moči 1 kVA s prestavnim
razmerjem 10 kV :0,4 kV znašajo 11W, izgube v železu pa 5,6 W.
Napetost kratkega stika je 4% od nazivne napetosti, frekvenca pa 50 Hz.
Izračunati moramo toka na primarni in sekundarni strani, dejansko
napetost kratkega stika in izkoristek transformatorja.
Pnaz = 1 kVA
U1 = 10 kV
U2 = 0,4 kV
PizgCu = 11 W = 0,011 kW
PizgFe = 5,6 W = 0,0056 kW
uK = 4 % (sorazmerno glede na nazivno napetost primarne strani)
f = 50 Hz
UL FPP
32. Od proizvajalca smo dobili podatek, da v uporabljenem koaksialnem
kablu pri frekvenci signalov 1 MHz slabljenje ne presega 10 dB/km. Na
začetku 20 m kabla smo izmerili 1,0 W na koncu kabla pa 0,95 W. Z
izračunom potrdite ali ovrzite podatke proizvajalca.
33. Realni kondenzator modeliramo kot vzporedno vezavo omske upornosti 1
kΩ in kapacitivnosti 10 mF (glej nalogo 13). Skicirajte trikotnik
upornosti! Kolikšen (skupni) tok rabi kondenzator, če obratuje pri
napetosti 100 V in frekvenci 1 kHz? Koliko znaša absolutna vrednost
impedance kondenzatorja |Z| v omenjenih pogojih?
34. Ko tovornjak zapelje čez induktivno zanko (tuljavo), se zanki spremeni
induktivnost L za ∆L. Vzporedno k induktivni zanki je vezan kondenzator
s kapacitivnostjo 10 µF, skupaj tvorita nihajni krog. Lastna oz.
resonančna frekvenca f0 samega kroga znaša 3,00 kHz, ko pa je zapeljalo
vozilo čez zanko, se je f0 zmanjšala na 2,95 kHz.
Koliko znaša induktivnost zanke in za koliko henrijev (H) se je spremenila
induktivnost (koliko znaša ∆L), ko je čeznjo zapeljalo vozilo?
ω0 =
Lv =
1
1
1
1
⇒ L0 = 2 =
=
= 2 ,81 ⋅10−4 H = 281µ H
2
2
3
−
3
ω
C
LC
( 2π f 0 ) C 2π ⋅ 3 ⋅10 Hz 10 F
0
(
1
( 2π f 0 )
2
=
C
)
1
( 2π ⋅ 2,95 ⋅10 Hz ) 10
3
∆ L = Lv − L0 = 0,1 ⋅10−4 H = 10µ H
2
−3
= 2 ,91⋅10−4 H = 291µ H
F
UL FPP
Univerza v Ljubljani, Fakulteta za pomorstvo in promet, Portorof
leto 2010-2011
Avtomatizacija V prometu (pripravil: Franc Dimc)
Datum: junij 201 l
Vpisna Ztevilka:
#.
7.
Cas reBevanja 45 minut
2. Kolokvij
Skupina:
A
ce v ratunskih nalogah ni pripadajotega poteka, ne dobite nobene totke!
Upoztevani bodo samo Stevilski rezultati v okvirtkih!
1. lmate elektriski filter, ki je sestavljen iz kondenzatorja s kapacitivnostjo 47 pF in
upora z upornostjo 10 Mn. Pri kateri frekvenci pade mot na izhodnem elementu na
polovico?
Uporabite:
-
1 .-h,,,=-2nRC
G . 3.47
r
252
. % % . l 0z
4
-
- 4 o l L X -
6 ' 3 e 1 0 y 4 74r
31
3
l0
+ft i 3 3 3 q t
125%
S =
2. Elektromagnetno valovanje se iiri od oddajnika do sprejemnika. Pri oddajni konitni
21 611
moti 1 mW (PT) na frekvenci f=100 MHz (h=clf) sprejemamo na razdalji R = l km.
Zanima nas na koliko vatov moramo mot PT povetati, da bomo z istim sprejemnikom
na i s t i frekvenci, spet imeli enako moten signal na razdalji 5 km, t e so ostali pogoji
sprejema enaki?
(Go)
2
(L)
4xR
8
Uporabite: P,, = PTGTG,
@
P =
drcd
2S-hW
L/
;Fi
3. Od proizvajalca smo dobili podatek, 'da v uporabljenem koaksiainem kablu
frekvenci signalov 1 MHz slabljenje ne presega 30 dBlkm. Na zatetku 150 m kabla smo
izmerili 1,O W na koncu kabla pa 0,65 W. Ali naSi rezultati potrjujejo podatke
proizvajalca?
L
- - I'&,fR
0'6-r ru
f~.!>
LI&&= '-1
,G
1
,,L,
=
-.r2.54R
PII podatek potrjen
podatek ovrien
&
f
/
0
fi8,
4. POtotkah zapiZite glavne moznosti kako se poveta domet signala v mobilni
U
telefoniji!
120%
UL FPP
UL FPP
UL FPP
UL FPP
UL FPP
UL FPP
1. Med 1 m dolgima tokovodnikoma S tokoma po 1 0 A smo izmerili silo 1
mikro N. Koliko sta vodnika narazen, ee je vmes zrak S permeabilnostjo p o
FPPV s / Am?
4nUL10-7
'-,
-=rIrzx
'zad
d=
Q &//g
40-t
.
L215-7 - 4$.92+
1
=
&h
-
2 toEki (formula 1, izraEun 1)
2. V treh urah elektrieni motor porabi 100 M J elektriene energije. S kolikSno
navidezno moejo deluje? Skicirajte
delovno motjo
do* wr = wdd = ? , e t - t
deluje, t e cosq znaSa 0,8?
?*v;d
-4'
'Pod
4 toEke (formula 1, vsak izraEun 1, skica 1)
3 . Na izbiro imamo tri porabnike (upore):ventilator (S podatki 24 W pri 12 V),
grelnik (30 Q) in svetilka (S podatki 15 W pri 0,5 A). Imamo enosmerni izvor
10 V z notranjo upornostjo 10 Q. Nanj bi radi prikljueili porabnik, ki bi
porabljal naimani moei Pelektr. Kateri porabnik pa bi glede na vloZeno moE in
dane izkoristke dajal naivee koristne moEi Pkoristna?
Nasveti:
1.
najprej
izracunajte
preostali
upornosti
porabnikov, nato za vsako kombinacijo izvorporabnik uporabite Kirchoffov izrek in dolocite tok in
koliko elektriene moei bi rabil ta porabnik.
2. za dane izkoristke porabnikov in izraeunane
elektriene moei doloeite Se koristne moei.
Rnotr
d=b
I
Najmanj Pelektii~neporabi
NajveC Pkorfstne daje
porabnik
ventilator
grelnik
I svetilka
R [a]
I [A]
6
I
I
30
vvZ
RV
I
60
~ l f ~ f:f ( < b 4 P\I=
-=
viz
Pd
0'63
0.25
0.4+
6.n
s v e M&
V cc ft7"'i$f
W
izkoriste k
Pkoristna
2' 3q
l
0,70
1'88
/ 0,95
"78
4'22
1 0,47
0'58
4 toEke (tabela 3, odloEitev po 0.5)
Pelektr.
11
izrnerili silo 1 mN, cc sta 1-odnika rlarazerl za 2 0 cm in je vmes zrak s
permeabilnostjo 110 = 4n 10 ; Vs/AmT'
~ : = b Lu-> ~L , = Z,n
UL FPP
*
r,Il ,t
C ZTd
1,
.Iz =
1
m=
4oa\i
l
2nd F
r 0P
-
-
F 2 5
2. Napravo, ki je zaporedna kombinacija 10 0 upora in tuljave 47 mH, napajamo z
220 V frekvence 50 Hz. Koliko znaSa tok skozi napravo in koliko delovna moc?
Skicirajte trikotnik mori!
Lt.( = P%+v;d:
jPnLIv
-
\
-
~p
0.Z
R
--
11. V
It1 -
P,..e. =
,'l
.(t14 L 271,+ i'A
v
-
I
Q 374
-
IS22 W
-
Pdc4.
Pdelovna=
2 2a
4 toeke (formuli po 0,5, vsak izraeun 1, skica v merilu 1)
3. N a izbiro imamo tri porabnike (t~pore):
ventilator (S podatki 23 W pri 12 V),
grelt~ik(30 L?)in svetilka ( S podatki 15 W pri 0,s A). Imanlo enosmerni iz\ror
10 V z notranjo upornostjo 10 62. Nanj bi radi priklj~lciliporabnik, ki bi
porabljal naivec moci Pcleu. Kateri porabnik pa bi glede na vloieno moc in
kor-stne moci Pk,,,,t,,:2
dane izkoristke dajal- n
P
-
Nasveti:
1.
rlajpr-ej
izracuna-jte
preostali
upornosti
porahnikov, nato za vsako kombinacijo izvorporabnik uporahite Kirchofhv izrek in doloCitc t o k in
koliko elektricne moci hi rabil ta porabnik.
2. za dane izkoristke porahnikov in izracunane
elektritne moci dolocite se koristne rnoei.
Rnotr
Najmanj
0
Pkoristne
porabnik
----
p
-
0.14
----l
duZ
~ r
izkoristek
grelnik
svetilka
--
Yt*h-f*h : P" "
per/, t ; P 4
sl/efif'&-
porabi
daje
-> R, =
UvZ
-
-
07 9 5
-
-
!l&--
4' 78
-
p
--
-
- -
_
-
I
4 tocke (tabela 3, odloeitev po 0,5)
Gfl
F.-
Fi
1'88
J- -
I=
0
D
P
Kh*b t R
Pep
-=.
L R
L-
l
1. Med dva metra dolgima tokovodnikoma S tokoma po 10 A smo izmerili silo
1 mN. Koliko sta vodnika narazen, Ee je vmes zrak S permeabilnostjo
FPP10-7Vs/Am?
po =UL4n
T=
*
~ ~ 1 .R.
d =4-b-'w=
4-
2 toeki (formula 1, izraeun 1)
2. Imamo dve napravi: napravb A - zaporedno kornbinacijo 10 Q upora in
tuljave 47 mH in napravo B - vzporedno kombinacijo 10 G? upora in
kondenzatorja 650 pF. Obe napravi napajamo z napetostjo frekvence 50 Hz.
Katera naprava ima vecjo impedanco?
Skicirajte trikotnika impedanc obeh vezav!
p /S =
IZ I 48fl
A
@L
R
VeEjo impedanco ima naprava
4'3h
@C
.
-A
3,5 toeke (izraeun po 1, skici po 0,5, poslediena odlozitev 0,5)
3. Na izbiro imamo tri porabnike (upore): ventilator (S podatki 24 W pri 12 V),
grelnik (30 Q) in svetilka (S podatki 15 W pri 0,5 A). Imamo enosmerni izvor
10 V z notranjo upornostjo 10 0. Vse t$i PorabnikepeZite vzporedno in
va+lC-b: 'P, = uu
2
V
c 444
dopolnite tabelo.
PV
euw 6fi
svfML: .
R3
Nasveti: zra 0.2 m'- 60s
Rnotr
1. najprej izracunaj te Se upornosti
ventilatorja in svetilke.
2. veZite vse tri porabnike naenkrat
vzporedno n a narisani
sponki.
Skicirajte vezavo!
3. izraeunajte tokove in moei P e l e k ~ i ~ n a
na posameznih uporih
4.
glede
na
dane
izkoristke
izraEunajte kolikSno moC: dobimo iz
posameznih napravic.
izkoriste k
porabnik
Pelektr. [UI]
Pkoristna [W]
R [Q]
I [A]
4'td
QR
ventilator
0,70
4 ' 46
0.Q
grelnik
0,95
0'74
0-33
Soh
0'32
0
'
0
5
svet il ka
0,47
0'08
60 a
0.Y7
4,5 toeke (skica 1, dopolnitev tabele 3,5)
I
R,, = K,& t
= !Zn#-.cn
l=
- - + L + & 43
R
RV R I R,
0
3
'
201
112-01-Ko12C.doc
?ec-f19,-r
X,,'=
1%
Err, A
+ U "71%1 , , . ~ ~ ~ , W- E 7%. 6 3 17
= _ b y = i . 4 P~ KVJ V = ~ . ? ~
=-
,
-
2
9%
q:
v praksi uporabijamo'
1. Najprej oPiSite termoPar in navedite zakaj ga
knnblnqc.i i.r )veh razli1274 tqviu , ki sfa P'<e(
r ( ttrn,>ilc")
ULTc(norA
FPP
i
eme riho rta k-lyri!-Zj:
sn)eni . ilqPelorf
,roezfosfr'l9ee beckcv fo jer'.
os(ed|>a. ternoe?elfri
trt',
kcvit't
.i
Ubrobzn
ie
za tempcroJdrnq t;P&
th
fu^6,rrSo
ob naslednjih
Svetlede diode za signalizacijo svetijo med uporabo
2,O8Vl10mA'
kombinacijah napetosti lToka: rdeea 2,26V110mA, zelena de namesto
bela 2,53V 10,25mA. Koliko odstotkov modi prihranimo, de namesto
prihranimo'
zelentn diod svetijo bele? Koliko odstotkov modi
rdedih diod svetijo bele?
prihranek pri uporabi rdedih- namesto belih:
irihranek pri uporabi zelenih namesto belih
2 to6ki (vsak rezultat 1)
| ( z ssv
( Z'SSV,0.Z5*,A - Z.Z6V 4ouil ^
= - JfTo%
:u!:llyo. t.^*t = _ s4 Bg
2*'!
I
2.
W,,loo7,
3.Kateriupormoramotzbrati,d'avntzkopitp'"tnemRCfiltru(C=27nF)
strani skiciraite potek
doseZemo lomSro frekvenco pri 12 kHz? Na hrbtni
hrbtni strani
---)
3 to6ke (rezultat 1 to6ka, frelrvendni potek 2 todkif
4o6 V
a e-
/\
^-
?
L
vsaj tri
napetost in jo razlo4ite' NaStejte
t."iupiSr;"
1' uaYLet ;r*rlo
'^^*^. za
'Site
-;- inducirano
^^iXi+^
treh
v tratrr
nt..ts:" t
^t,-^^^ napetosti
in enega opl
v praksi
^^^^+^.i+; rr
pri-ere uporabe inducirane
stavkih.
,lA,t'
:-
#
indt^ciYana
*rhtt "; tt f"i^'i , P"
V nioqovi ok-L;"i tPreueni u^Z.c'tni
1.0;u;n^ v
tltLlyt^;^"-
'"i'
lno&nc
irqt^a
ZqVofq
lrouskrM
qcne
shlvrskih fut,'^r.
(u
sho( ic-e.
fho tla
14;
ah
3todke(rezultatltodka,frelrven6nipotek2todki)
20 1,2-01 -05-Ko13A. doc
'gl
;;\
2 to6ki (oPis 1, uPoraba 1|
frekvendne odvisnosti izhodne napetosti (na kon
skica na
I
\o o
(t
{-s
Gr
:-a
r.- \
6
€s
u-S
5('
sn
t6-
J
Frekven6na odvisnost izhodne napetosti v nalogi 3
{ozna6ite osi in enote na njihf
UL FPP
l,tirU
Airh
o'7
U
i.t,
0
{ [ttr]
2012-O i-05-Kol3A.doc
Kolokvij Skupina: B
MoZnih je 1O to6k. Ste;e;o samo rezultati v okvirdkih! Brez prikaza
UL FPP
re5evanja ne dobite nobene todke! Pripomodki: svininik in kalkulator.
1. Najprej razlozite kaj pomeni MTBF, kako se ga dolodi, nato za kaj je v
praksi pomemben.
, l?ra. HTBf i" porrzan z ail'.fnos//u, d^ bo nofr^,ro n- dro?or\rr*
l'|eq, Tipe
litu€ 5efween
Eefwet- Ta)(t(r?S
del'h2 fleq,
pJ4^teL'oiorqvl
[qsq deLh(a
o nqfrov/,
| Cqsq
fai(a1s ic
). Fo4^t€L
)
rn
u
' t
|
,
?ro Ll-,,
;r ' ,
'
;. ,-
k" t,'
4
do
ro-h
LE-
,to6ki (razragar, pomen 1)
2. svetlede diode za signalizacijo svetijo med uporabo ob naslednjih
kc rmbinacijah napetosti ltoka: rdeda 2,26v I 1OmA, zelena 2,ogv
l1omA,
la
2,53v1o,25mA. Koliko odstotkov modi prihranimo, de namesto
ZC Ienih diod svetijo bele? Koliko odstotkov modi prihranimo,
de namesto
rd ecih diod svetijo bele?
.,_-_
prihranek pri uporabi rdedih rr"*"fur.zo
%
prihranek pri uporabi zelenih namesto belih@r"
be
c€ Zqn
2'26V.4'cn
'W'''f:;'',
o'"!-ffi*^
'oa''
2'26
6V'4ouft
b":todki
)
(vsak rezurtat 1l
3. Kateri upor moramo izbratl dav nlikoprepustnem RC filtru (c:27nF)
doseZemo lomno frekvenco pri 72 kHz? Na hrbtni strani skicirajte potek
frekvendne odvisnosti izhodne napetosti (na kondenzatoriu)l
f,l=
4A4
,f
K= zlr
4
-
n
V
skica na hrbtni strani
3 todke (rezultat 1 todka, frekvendni potek 2 todkif
4o"
t-t
47'l tl
ttk4.b'Iu*_c
ffiq=
4. Zapisite formulo za dolocitev razrnerja napetost v transformatorju in jo
z-/r
,l,L
=
razloZite. NaStejte vzroke izgub transformatorja in opi5ite v treh stavkih zakaj
pri prenosu elektridne energije rabimo transformator.
Razmerie n^7h"7t' n4 fri tt^n7a1 ("bii"ir,o ort'trcdni
sfraai in sekuudernl' tkani (obioo > /orah1r, k ri) slt
lran,
g4aL- fazu4s r iu th ui( ora iev.
- l?qub, r tran'r r-3fui" uatfcio iu Zotq4, e/./,Lo v irco4 ( (ur z.+. )
t 7c fctt6V^,'1tdra (4; fier<z'..< iz t-)
il^ zlran/ e+a.il,rl'. ra bin"
dq( t'novo/t^
^-ltr l^
o(. NAerc,i
Z^
dq Lu! rod^ lcJ"
t,
r'r [n
foL(
(vvch\ ZqLl>hq tz]c<b<
*ori;".
Trtol p,>rabna'l<,2m
2012-O 1-05-Kol3B.doc
"oyZlr/ .w
t+tto,
1. K O ~ O ~ V ~ J
Skupina:
A
Ce v racunskih naZogah ni pripadajocega poteka, ne dobite nobene toEke!
UL FPP
Upoiitevani bodo samo 8teviZski rezultati v okvirEki h!
1. V vzporedno vezavo treh uporov (vsak 10Q) teee skupni tok 0,9A.
Izraeunajte, kolikgen tok teEe skozi vsakega od uporov, ko jim Se enega (IQ)
veZete vzporedno. NariSite vezavo (na hrbtni strani). KolikSno napetost ima
baterija in koliko moCi tedaj porabljajo vsi upori skupaj?
2. V vakuumu naboj 20 mAs odbija drug naboj 10 mAs S silo 0 , l mN. Koliko m
sta naboja med seboj oddaljena? Lahko upostevate pribligek 4 m 0 E 10-'O As l ~ r .n
-
/ 15%
3 . Koliko Q znaSa reaktivna upornost kondenzatorja, Ce je prikljuCen na 100V,
50Hz in ima kapacitivnost 1,6 mikrofarad?
4. N a omreZno napetost 400 V imamo prikljueena dva potopna grelnika. Skozi
prvega teCe tok 10A, skozi drugega 4A. Prvi greje n a dan 12 ur, drugi pa se
izklopi za Stiri ure n a dan le ob koncih tedna. Koliko elektriCne energije
porabita oba grelnika skupaj v enem tednu?
5. PloSeati kondenzator se po 20 S do konca naelektri, Ce ga prikljuCimo n a
napetost 50 V. Koliko znaSa kapacitivnost kondenzatorja, Ee je med 1 cm2
veliki ploSCi, razmaknjeni za 0,O 1 mm, stisnjen dielektrik z dielektrienostjo
s =1
z (114~).l 0-l0AS / Vm ? Koliko naboja smo nanesli n a ploSEi?
/20%
Vezava naloge l :
l
UL FPP
Uporabneformule:
Coulombov znkon:
F=q,q2 / ( 4 x 8 ~ ~ )
Ohmov znkon:
U=RI
Joulov zakon:
P=UI
Relacijn med mocj'o in energijo:
P= W/t
Toplota (energijn) potrebna zn gretje:
Q=mcpAT
-. .
- P.-
l
l
1. Kolokvij
Skupina:
B
Ce v raCunskih nalogah ni pripadajozega poteka, ne dobite nobene toeke!
UL FPP
UpoStevani bodo samo Stevilski rezultati v okvirzkih!
1. V vzporedno vezavo dveh uporov (vsak IQ) teee skupni tok 900mA.
Izracunajte, kolikSen tok tece skozi vsakega od uporov, Ee jim Se enega (10Q)
vezete zaporedno. NariSite vezavo (na hrbtni strani). KolikSno napetost ima
baterija in koliko moEi tedaj porabljajo vsi upori skupaj?
2. V vakuumu naboj 2 A s odbija drug naboj 10 A s S silo 100 N. Koliko m sta
naboja med seboj oddaljena? Lahko upostevate pribligek ~ T E , E
, 1 0"'
il.5 l l ' / ) I .
R=F
41j-z 7
/ 15'Yo
3. Koliko Q znasa reaktivna upornost kondenzatorja, ce je prikljueen n a 230V,
50Hz in ima kapacitivnost 2 , 7 mikrofarada?
4. Na omrezno napetost 230 V imamo prikljuceni dve Zarnici. Skozi prvo teee
tok 2 A, skozi drugo 5 A. Prva gori ob delavnikih dan 12 u r , druga pa se
izklaplja samo za cel konec tedna. Koliko elektricne energije porabita obe
zarnici skupaj v enem tednu?
t
weeL
5. Ploscati kondenzator se po 20 S do konca naelektri, Ee ga prikljucimo n a
napetost 100 V. Koliko znaSa kapacitivnost kondenzatorja, ce je med 1 dmL
veliki plosEi, razmaknjeni za 0 , 3 mm, stisnjen dielektrik z dielektricnostjo
t; = 1 .E,, z ( 1 1 4 ~ )10
. l " 4 , s i l i l l ? Koliko naboja smo nanesli n a plosei?
Wed = w e e ,
vezava naloge
I:
UL FPP
Currlomhov zrrkon:
F=fiq2/ ( 4 a c ~ ~ )
O l ~ m o znkorz:
v
(/=R/
Toplota (energija) potrehrlrr zrr gretje:
Q=mcpAT
1. K010k~i.j
Skupina:
C
\
UL v
FPP
Ce
raEunskih nalogah ni pripadajocega poteka, ne dobite nobene toEke!
UpoBtevani bodo samo Btevi 1ski rezu Ztati v okvireki h!
1. V zaporedno vezavo treh uporov (vsak IQ) teee tok 5A. Izraeunajte, kolikSen
tok tete skozi vsakega od uporov, Ee Se enega (IQ) vegete vzporedno na prvega.
Narisite vezavo (na hrbtni strani). Kolikgno napetost ima baterija in koliko moei
tedaj porabljajo upori?
2. V vakuumu naboj 2 mAs privlaei drug naboj -4 mAs S silo 0 , l mN. Koliko m
sta naboja med seboj oddaljena? Lahko upoStevate pribligek 4m0 z 10-l' As / Vm .
3. Koliko zna5a izkoristek, Ce stroj, prikljueen 100 h na 220V rabi l A , opravi
mehansko del0 72 M J ?
4. Na omrezno napetost 380 V imamo prikljueeni dve dvigali. Prvo rabi tok
100A, skozi drugo 40A. Prvo dela vsak dan 10 u r drugo pa se med delavniki
sploh ne izklaplja, ob koncih tedna pa miruje. Koliko elektriene energije
porabita obe dvigali skupaj v enem tednu?
We#, LI-Tf*t, t c =7 ./ o h
125%
U a L = V . , T t . t , t z * s.eqL1
-
Wct
wet, t
Wett
5. PloSEati kondenzator se po 20 S do konca naelektri, Ee ga prikljueimo na
napetost 1000 V. Koliko znaSa kapacitivnost kondenzatorja, Ee je med 1 m2
veliki ploSCi, razmaknjeni za 10 mm, stisnjen dielektrik z dielektrienostjo
r = 1. ro (1147~).10-to
AS / Vm ? Koliko naboja smo nanesli n a ploSEi?
120%
-
Vezava naloge 1:
UL FPP
Uporabneformule:
Coulombov zakon:
F=q,q2/ (~ZER')
Ohmov zakon:
U=RI
Joulov zakon:
P=UI
Relncijn med moqo in energijo:
P= W/t
Toplota (energijcr)potrebnn zn gretje:
Q=mcpAT
Ce v racunskih nalogah ni pripadajoeega poteka, ne dobite nobene toeke!
UL FPP
Upo6tevani bodo samo 6tevi Iski rezu ltati v okvirekih!
1. V zaporedno vezavo treh uporov (vsak 1Q) teee tok 4A. Izraeunajte, kolikSen
tok teee skozi vsakega od uporov, ee Se enega (IQ)veZete vzporedno vsem trem.
NariSite vezavo (na hrbtni strani). KolikSno napetost ima baterija in koliko moei
tedaj porabljajo upori?
2. V vakuumu naboj 20 A s privlaei drug naboj -4.10-2As S silo 1mN. Koliko m
sta naboja med seboj oddaljena? Lahko upogtevate pribligek 4ns0 E 10-l0As / ~ r .n
3 . Koliko znaSa izkoristek, Ee stroj, prikljueen 10 h na 220V rabi l A , opravj
mehansko del0 7200 kJ?
4. N a omreZno napetost 400 V imamo prikljuteni dve Zarnici. Skozi prvo teee
tok 4A, skozi drugo 1A. Prva gori na dan 12 u r druga pa se sploh ne izklaplja.
Koliko elektriene energije porabita obe Zarnici skupaj v Stirih tednih?
W , V% .t,
t43 2 8 . fl2h
h =28.29h
W c l t ~U 1 2 . tz
125%
Wee = N r n , t lAjct,
5. PloSEati kondenzator se po 100 S do konca naelektri, Ce ga prikljueimo n a
napetost 100 V. Koliko znaSa kapacitivnost kondenzatorja, Ee je med 3 m2
veliki ploSei, razmaknjeni za 1 mm, stisnjen dielektrik z dielektrienostjo
s = 1 .soz ( 1 1 4 ~-)1 0-l0As / Vm ? Koliko naboja smo nanesli n a ploSEi?
120%
n
Vezava naloge 1:
UL FPP
Upornbneformule:
Coulombov zakon:
F=qlq2/ ( 4 ~ 5 ~ ~ )
Oltmov znkon:
U=RI
Joulov zakon:
P=UI
Relncija med moQo in energijo:
P= W/t
Toplotn (energijn) potrebnn za gretje:
Q=mcpAT
l. Kolok~lj
Skupina: H
S
Ce v raeunskih nalogah ni pripadajoEega poteka, ne dobite nobene toeke!
Upo6tevani bodo samo 6tevilski rezu ltati v okvirzki h!
UL FPP
1. V vzporedno vezavo desetih uporov (vsak 50) teee skupni tok 5A. Izraeunajte
napetost izvora. Kolikgen tok teEe skozi vsakega od uporov, ko jim enega
odkljueite? NariSite vezavo (na hrbtni strani). Koliko moEi tedaj porabljajo vsi
upori skupaj?
125%
2. PO prvi deset metrov dolgi Zici teee tok dva ampera. KolikSen tok mora teEi
po drugi, Sest cm odmaknjeni in vzporedni Zici, d a bo sila med Zicama ena
desetinka mN. Med Zicama je zrak S permeabilnostjo 110 = 4 n 10-7
Vs/Am.
/ 15%
3.Z razlienimi grelniki lahko dosegemo moe 0,2W. Izraeunajte kolikSni tokovi
lahko steeejo, Ee nanje prikljueujete baterije razlienih napetosti. Skicirajte
diagram IfUI! KolikSno n a ~ e t o s smemo
t
~rikliueiti.d a tok ne ~reseZe150 mA?
0,5V
0,7V
1,0V
1,4 V
1,5V
1,6 V
U (V)
0'4w
O'Zq
0.d'r
0.43
O ' b
0'{ 3
I (A)
4. Baterija daje-dvajset u r dovolj moei, d a se n a grelniku porabljajo trije vati
elektriEne -je.
Koliko vatnih u r energije je grelnik pretvoril v toploto, ee
ima grelnik 98% izkoristek? KolikSen tok daje baterija, Ee ima grelnik upornost
en om?
-
-.
Shema zaCetne in konene vezave v nalogi 1:
UL FPP
Upokzbneformule:
Siln med vodnikoma:
F=M 1112l / (2nd)
Ohmov znkon:
U=RI
Joulov znkon:
P=UI
Relncijn med moao in energijo:
P= W/t
Toplotn (energijn) potrebna za gretje:
Q=mcpAT
1. Kolokvij
Skupina:
B
Ce
v raEunskih nalogah ni pripadajozega poteka, ne dobite nobene toeke!
UL FPP
UpoBtevani bodo samo Btevilski rezultati v okvirzkih!
1. V vzporedno vezavo Sestih uporov (vsak 50Q) teee skupni tok 3A. IzraCunajte
napetost izvora. KolikSen tok teCe skozi vsakega od uporov, ko jim enega
odkljueite? Narisite vezavo (na hrbtni strani). Koliko moCi tedaj porabljajo vsi
upori skupaj?
2. Vodnika s tokovoma po tri ampere se privlaEita S silo desetinko N. Koliko sta
Vs/Am).
med seboj razmaknjena en decimeter dolga vodnika? (p0=4n10-~
/ 15%
3. Imate baterijo z napetostjo 1,5 V. Izracunajte koliksni tokovi lahko steCejo,
Ee nanje prikljueujete Zice razlienih upornosti. Skicirajte diagram I(R)!
Kolik8no upornost smemo prikljueiti, da tok ne presege 1,2 mA?
0,5k
1,O k
1,4 k
0,7 k
1,5 k
1,6 k
R (R)
4
/
0
0
1,s~
of 95"
q, 07
T(IWA)I ( m ~ ) 3 , o
2,4?
0
0.5k
4'0 k
135%
4. Baterija daje deset u r dovolj moei, da se n a grelniku porablja pet vatov
elektriene moEi. Koliko vatnih u r energije je grelnik pretvoril v toploto, Ee ima
grelnik 98% izkoristek? KolikSen tok daje baterija, Ee ima grelnik upornost tri
ome?
1
Shema zaeeine in konene vezave v nalogi 1:
UL FPP
Upombneformule:
Siln med vodnikoma:
F=B Illz I / (2nd)
0lzmov zakon:
U=RI
Joulov zakon:
P=UI
d
Relncijn men motjo in energijo:
P= W/t
Toplota (energija) potrebnn zri gretje:
Q=mcpAT
Cas resevanja 45 minut
1. Kolokvij
Skupina:
C
UL FPP
Ce
v raeunskih nalogah ni pripadajocega poteka, ne dobite nobene toeke!
UpoStevani bodo samo Stevilski rezultati v okvirekih!
1. V vzporedno vezavo osmih uporov (vsak 30Q) tece skupni tok 8A. Izraeunajte
napetost izvora. KolikSen tok teee skozi vsakega od uporov, ko jim enega
odkljueite? NariSite vezavo (na hrbtni strani). Koliko moei tedaj pbrabljajo vsi
upori skupaj?
2. PO prvi deset mdtrov dolgi iici teEe tok en miliamper. KolikSen tok mora teEi
po drugi, tri cm odmaknjeni in vzporedni iici, d a bo sila med 2icama ena
stotinka mN. Med 2icama je zrak S permeabilnostjo po = 4n 10-7Vs/Am.
/ 15%
3. Z.razliEnimi grelniki lahko doseZemo moE 0,4 W. Izraeunajte kolikSni tokovi
lahko steEejo, Ee nanje prikljueujete baterije razliEnih napetosti. Skicirajte
diagram I(U)!KolikHno napetost smemo prikljueiti, d a tok ne presege 150 mA?
1,0 V
1,4 V
2,8 V
2,O V
3,O V
3,2 V
U (V)
0,113
0
,
Z
o
0,43
0,43
o,!?
0,29
I (A)
0
41 9
21Q
3r3
135%
4. Baterija daje le pet u r dovolj moei, d a se na grelniku porablja en vat
elektriene moEi. Koliko vatnih u r energije je grelnik pretvoril v toploto, Ee ima
grelnik 98% izkoristek? KolikSen tok daje baterija, Ee ima grelnik upornost Sest
omov?
e
Shema zatietne in kontine vezave v nalogi 1:
UL FPP
Uporabneformule:
Sikr med vodnikomn:
F=& Ill21 / (2nd)
Olrmov znkon:
U=RI
Joulov zakon:
P=UI
Relacijn med moao in energijo:
P= W/i
1. K0l0kvi.j
Skupina:
C
Ce
v racunskih nalogah ni pripadajocega poteka, ne dobite nobene toeke!
UL FPP
Upogtevani bodo samo gtevilski rezultati v okvirckih!
1. V vzporedno vezavo petih uporov (vsak 12a) teEe skupni tok 4A. Izraeunajte
napetost izvora. Kolik8en tok teee skozi vsakega od uporov, ko jim enega
odkljueite? NariSite vezavo (na hrbtni strani). Koliko moCi tedaj porabljajo vsi
upori skupaj?
125%
2. Vodnika S tokovoma po 1 mA se privlaeita S silo 1 pN. Za koliko sta 7 m
dolga vodnika med seboj razmaknjena? (p0=4n10-7Vs/Am).
3. Imate baterijo z napetostjo 4,5 V. Izraeunajte kolikSni tokovi lahko steeejo,
Ee nanje prikljuEujete Bice razlienih upornosti. Skicirajte diagram I(R)!
KolikGno upornost smemo prikljueiti, d a tok ne preseZe 1,2 mA?
1,5k
2,1 k
3,o k
4,2 k
4,5 k
4,8 k
R (Q)
1,s
l! 0 3
f, 0 0
o/ 79
2,4?
I (mA)
31
0
5;.
%a
3,0
+l0
135%
4. Baterija daje sedem u r dovolj moei, da se n a grelniku porablja p01 vata
elektricne moei. Koliko vatnih u r energije je grelnik pretvoril v toploto, Ce ima
grelnik 98% izkoristek? KolikSen tok daje baterija, Ee ima grelnik upornost dva
oma?
$0
Shema zaeetne in konCne vezave v T ? T ? R'2:! ~ ~ . UL FPP
Upornbneformule:
Siln med vodnikomn:
F=H Ill21 / ( 2 7 4
Ohmov znkon:
U=RI
Joulov zakon:
P=UI
a
Relncijn med moao in energijo:
P=W/t
Toplotn (energija) potr%bnn zn gretje:
Q=mcpAT