Skupen naslov e-pošte fpp.pttl@gmail.com za sporočila vsem Z dropboxa si: (obvezno) natisnite predloge za vaje (priporočam) študirajte izbrano literaturo

Vaje Domače naloge: DN5 do 16. maja Laboratorijske vaje 3. in 6. maja prinesite: mikrovalovi, koaksialni kabel

Nekaj definicij Signal pojav, ki nosi informacijo o obnašanju sistema Frekvenca lastnost signala, število nihajev veličine signala (npr. napetosti) na časovno enoto (enota Hz, če je podamo število nihajev na sekundo) Enosmerni tok tok, ki ves čas teče v isto smer Izmenični tok tok, ki ves čas spreminja smer Element tokokroga dvovhodni element skozi katerega teče električni tok Karakteristika elementa odvisnost med izhodno in izhodno veličino (npr. I(U)) Linearni elementi tokokrogov upor, kondenzator, tuljava imajo linearno karakteristiko Nelinearni elementi so elementi z nelinearno karakteristiko (iz polprevodniških materialov)

Vprašanja in odgovori Kako se imenuje naprava, ki smo jo gledali na predavanju 2. aprila? Uporabili smo: generator, osciloskop za grafični prikaz in zvočnike za slišni prkaz Kje se najbolj uporablja osciloskop?/Za katere namene se uporablja osciloskop v praksi? v medicinski diagnostiki: EKG, EEG; ultrazvok oddajanje in prestrezanje zvočnih valov zaslon pomorskega/letalskega radarja je pravzaprav osciloskop s polarnim koordinatnim sistemom...; georadar oddajanje in prestrezanje emv razvoj (preizkušanje novih naprav, opazovanje periodičnih in enkratnih pojavov..), servisi (opazovanje obnašanja posameznih komponent v vezjih) za laboratorijske vaje ... Kolikšna je najnižja frekvenca še slišnih tonov? Če je moč zadosti velika, človekovo telo zaznava frekvence zvoka med 50 Hz in 20.000 Hz Najnižje frekvence ne zaznavamo več z ušesi ampak s trebušno prepono, ker je precej večji organ kot membrana v ušesu (nižje frekvence zaznavamo z večjimi organi, višje pa z manjšimi)

Vprašanja in odgovori Kako se Joulov zakon uporablja v naši stroki? Joulov zakon se uporablja za določanje uporabljene električne energije. Če se kot prometni strokovnjak obnašate gospodarno, boste za neko dejavnost v prometu uporabljali napravo, ki rabi čimmanj električne energije oz. ima ob opravljanju svoje funkcije največji možen izkoristek. S pomočjo Joulovega zakona boste predvideli stroške za porabljeno električno energijo! Denimo ventilatorjev v cestnem predoru. Na agregatu piše, da ima električno moč 2,5 kW, bencinski motor, ki ga poganja, pa daje mehansko moč 2,8 kW. Kam se izgubi teh 300 W? Bencinski motor opravlja mehansko delo, ki ga rabi generator, da proizvede električno energijo. Izkoristek je očitno 2,5 kW / 2,8 kW, razlika 0,3 kW = 300 W so toplotne izgube v generatorju. Na laboratorijskih vajah smo opazovali histerezne izgube v jedru – tudi generatorjeve tuljave imajo jedra (ki se grejejo zaradi spreminjanja smeri magnetenja) in žice (ki se grejejo zaradi Joulskih izgub = ko teče el. tok po žici, se žica segreva) Kakšen vrste usmernikov poznamo? Z usmerniki pretvarjamo izmenično napetost v enosmerno; Poznamo polprevodniške usmernike (današnja tema), Včasih pa srečujemo tudi mehanske: električni motor na izmenično napetost poganja rotor v generatorju, ki pretvarja mehansko energijo v električno, toda z enosmerno napetostjo

Vprašanja in odgovori Ali imajo intervencijska vozila enak način pridobivanja zvoka kot osciloskop? Osciloskop ne generira zvoka, ampak samo izrisuje sliko = odvisnost napetosti od časa Generator s katerim smo na predavanju 2. aprila proizvedli zvok frekvence 1 kHz (s frekvenčno modulacijo .. FM) lahko s pomočjo svojih električnih vezij prozvaja veliko različnih zvokov; generator zvoka v vozilu je omejen na ponavadi le eno ‘melodijo’, podobno kot ‘glasbena voščilnica’; Kako deluje zapornica, če zraven zapelješ z avtomobilom? Ali prekinemo svetlobni snop (IR) (AC izvoz Razdrto) ali Ali s kodiranim signalom daljinskega upravljalnika sprožimo dvig zapornice (parkirišča) ... Ali ima avto isti alternator kot na gorivo? Avto ima: motor z notranjim izgorevanjem (‘za pogon koles’), motor poganja rotor alternatorja v katerem se mehanska energija pretvarja v električno (‘za napajanje vseh električnih porabnikov in delanje zaloge energije v akumulatorju’), ki jo rabimo predvsem za vžig motorja z notranjim izgorevanjem

Vprašanja in odgovori Kako nastane frekvenca za radio? V radiu imamo generator (oscilator), ki proizvaja signale s frekvencami, na katerih sprejemamo emv V radijskem oddajniku generator proizvaja t.i. nosilni signal (npr. frekvence 100 MHz), ki se skombinira s signalom npr. govora – postopku kombiniranja rečemo modulacija, modulirani signal še ojačimo in oddajamo preko antene – podoben postopek se izvaja ko oddajamo emv z našim mobilnim telefonom Zakaj v mikrovalovno pečico ne smemo dati keramičnih izdelkov? V mikrovalovki imamo težave s katerokoli snovjo, ki prevaja električni tok: oddajna antena v mikrovalovni pečici namreč proizvaja elektromagnetno valovanje, zaradi katerega se v okoliških prevodnih snoveh pojavi inducirana napetost (Lenz-Faraday) V snovi nastanejo veliki toki, ki zelo segrevajo snov – celo do vžiga! Povratni učinki tokov poškodujejo oddajno anteno Razlaga radarja? Radar v trenutku t1 oddaja emv frekvence f1, ki se odbija od objektov in se v trenutku t2 vrne nazaj s frekvenco f2 v radarjevo anteno: iz zakasnitve Δt=t2-t1 radar računa oddaljenost objekta: c = Δs/Δt iz spremembe frekvence signala Δf=f2-f1 emv radar računa relativno hitrost objekta glede na radar (radar je lahko nameščen v premikakočem se vozilu)

Sprehod po poglavjih Elektrostatika Elektrodinamika Elementi električnega tokokroga Veriga generiranja, transformiranja in uporabe električne energije Elektronika v prometu Osnovni pojmi regulacije v prometu

Sprehod po poglavjih Elektrodinamika Električna napetost nastane zaradi: (ESt) prenašanja naboja. Naboj se običajno prenaša s pomočjo trenja in se kopiči na površini teles. V elektrostatiki srečamo najvišje U, I=0 (stanje tik pred strelo). (EDn) kemijskih reakcij med snovmi. Reakcija steče, ko postavimo prevodnik med reagenta (baterije) *(EDn) elektromehanskih pojavov. Električna napetost nastane v tuljavi, ki se vrti v magnetnem polju. (električni generatorji v elektrarnah, vozilih..) *(EMg) elektromagnetnih pojavov. Električna napetost nastane v tuljavi v spreminjajočem se magnetnem polju. (transformatorji, radio, RFID, ..) * generiranje električne energije

Prenos električne energije Transformator ponavadi uporabimo, ko želimo v napravi drugačno napetost, kot jo daje izvor sestava dve tuljavi (primarna in sekundarna) in feromagnetno jedro delovanje na izvor izmenične napetosti u1 priključimo primarno tuljavo z N1 ovoji, skoznjo teče izmeničen tok, ki vzpostavlja magnetni pretok v jedru, ker je pretok izmeničen (se sčasoma spreminja), se v sekundarni tuljavi z N2 ovoji inducira napetost u2=u1·N2/N1, ko na sekundarno tuljavo priključimo porabnik z impedanco Z, skozenj steče tok i2=u2/|Z| Kratke razdalje: ali se tok izgubi na dolžini podaljška? Podaljšek ima svojo upornost R, del energije iz izvora se ob toku I pretvori v toploto Wel=I2R Od vtičnice do porabnika naj bo razdalja čimkrajša, da bo R manjši Na večje razdalje: rabimo transformator električno energijo prenašamo od generatorja do končnega porabnika po daljnovodih, del el. energije se pretvori v toploto ali drugo obliko energije: sevanje, zvok... da omejimo joulske izgube, s transformatorjem napetost dvignemo = zmanjšamo tok in s tem joulske izgube: Wel=I2R

Prenos (1f) električne energije Pg = Ug  Ig generator L1 smer prenosa električne energije Ug čimvečji Ud  temmanjši Id  temmanjše izgube Transformator U (Ud>>Ug) N Id L1 Ug  Ig = Ud  Id Ud N Pd = Ud  Id Transformator U (Up<<Ud) L1 porabnik Up porabnik Ud  Id = Up  Ip N porabnik Pp = Up  Ip porabnik

Sprehod po poglavjih Elektrostatika Elektrodinamika Elementi električnega tokokroga Veriga generiranja, transformiranja in uporabe električne energije Elektronika v prometu Osnovni pojmi regulacije v prometu

Še nekaj definicij prepovedani pas energijski skok, ki ga morajo opraviti elektroni (e-), da postanejo nosilci el. toka vrzel če atomu manjka en e- do nevtralnosti, pravimo, da ima en pozitiven naboj, kar imenujemo vrzel (v+) PN spoj osnovni gradnik digitalne elektronike, nastane ob staknitvi polprevodnikov, enega s prevladujočimi e- (N tip) in drugega s v+ (P tip) osiromašeno področje prostor v okolici PN spoju, v katerem ni prostih nosilcev naboja (niti e-, niti v+) dioda element, ki dopušča el. tok le v eno smer mikroelektronske tehnologije (ločimo ji po debelini najtanjših povezav μm ali nm) zaporedje postopkov izdelave drobnih integriranih vezij integrirano vezje po mikroelektronskih postopkih na eni silicijevi rezini izdelana enota, sestavljena iz množice tranzistorjev, diod, namenjena za opravljanje funkcij na majhni površini mikroprocesor enota, sestavljena iz delov, ki, glede na signale na vhodih po vgrajenem programu, omogočajo izvajanje predvidenih funkcij (logičnih, aritmetičnih)

Polprevodniške tehnologije Polprevodniški materiali ponavadi silicij + primesi (= dopanti), prepovedani pas onemogoča e-, da se pri Tsob gibljejo kot električni tok, prevodnik, izolator in polprevodnik (En) izdelava silicijevih rezin, tiskanje s svetlobo, izdelava mikroprocesorja, od peska do integriranega vezja PN spoj in polprevodniške tehnologije Polprevodniški elementi in vezja diode, usmerniki funkcije tranzistorjev, današnji tranzistorji, delovanje 1 delovanje 2 integrirana vezja prozorna elektronika (Slo) Elektronske naprave odločitvene (vmesniki med senzorji in izvršnimi elementi,...) in pomnilniške delovanje (En) (RAM,..) avtomati – prosto po Von Neumannu: naprava, ki glede na vhodne pogoje in po programu opravlja predvidene operacije in se jo da preprogramirati

dioda D4 ščiti sončno celico 4, ker prevzame njen tok, ko je v senci Tok PN diode IS .. tok nasičenja v zapori (značilno nekaj nA) UT .. termična nepetost (običajno pri Tsob znaša 26 mV) n .. faktor diode (n=1 za diode v integr. vezjih, n=2 za diskretne diode) dioda D4 ščiti sončno celico 4, ker prevzame njen tok, ko je v senci

Po predavanju Doslej smo opisali zakone: Coulomb, Ohm, BiotSavart, Joule, Lenz-Faraday in dva Kirchoffova izreka Naslednjič: 5. maj Zanesljivost naprav in sistemov Komunikacijska elektronika (končno!)