Tentamen Analoge- en Elektrotechniek

Transcriptie

1 Verantwoordelijke docent: R. Hoogendoorn, H.J. Wimmenhoven Cursus Analoge- en Elektrotechniek Code MAMAET01 Cursusjaar: 2014 Datum: Tijdsduur: 90 min. Modulehouder: R. Hoogendoorn Aantal bladen: 5 Toets is gemaakt door: Tweede lezer: R. Hoogendoorn H.J. Wimmenhoven Toelichting op de toets: Boek en/of dictaat mag je WEL NIET* gebruiken tijdens de toets. Rekenmachine(geen grafische) mag je WEL NIET* gebruiken tijdens de toets. Formuleblad (alleen het bijgevoegde) mag je WEL NIET* gebruiken tijdens de toets. Na de toets opgaven en kladpapier WEL NIET* inleveren. Beoordeling Het cijfer wordt berekend door: Punten / 0. Het max. aantal te behalen aantal punten is per onderdeel aangegeven. Indien het tentamen met een 5,5 (niet afgerond) of hoger wordt beoordeeld, bent u geslaagd voor de cursus.

2 Aanwijzingen Begin elke nieuwe opgave op een nieuwe bladzijde, en benoem ook in tekst de stappen, die je neemt. Dit bevordert een vlotte en foutloze correctie! Mocht je het antwoord van een deelvraag niet kunnen bepalen en dat antwoord toch nodig hebben in een van de daaropvolgende deelvragen, handel dan als volgt : - OF : vul een lettersymbool in voor het ontbrekende antwoord - OF : vul een redelijke aangenomen waarde in voor het ontbrekende antwoord en reken vervolgens verder. Vermeld dit duidelijk in je antwoorden. Tip: Maak de situatie eerst visueel voordat je gaat rekenen. Succes! Gelijkstroom / Gelijkspanning Een variabele weerstand wordt gebruikt om het volume te regelen van een geluidsinstallatie. De spanning over de variabele weerstand wordt gemeten en gebruikt als uitgangsignaal. Er wordt een spanningsbron (5V) aangesloten op een serieschakeling van een weerstand van 1Ω en de variabele weerstand met een maximale weerstand van Ω. a) Wat moet de weerstand zijn van de variabele weerstand om een uitgangsspanning van 4V te genereren. b) Geef grafisch weer hoe deze instelling bereikt kan worden. 2. Bij een bepaalde auto-accu is de capaciteit 44 Ah. De eigenaar heeft per ongeluk de verlichting heeft laten branden. Het opgenomen elektrische vermogen van de verlichting bedraagt 0 W. a) Bereken hoe lang de lampen van de auto goed kunnen blijven branden. 5 De twee achterlampen van een auto zijn parallel op de accu aangesloten. De weerstand van één brandende achterlamp is 30 Ώ. b) Bereken het vermogen dat de accu aan deze twee lampen levert. 6 Een voorlamp van de auto heeft een vermogen van 35 W. In deze lamp wordt 6,5% van de elektrische energie omgezet in licht. c) Bereken de hoeveelheid warmte die de lamp in 2,0 uur produceert. 2 van 5

3 3. Een pleinverlichting vraagt een stroomsterkte van 200 A die via een koperen leiding van 150 m lengte wordt aangesloten. Het jouleverlies in de leiding wil men beperken tot 2200 W. a) Hoe groot moet de doorsnede minstens zijn om het jouleverlies te beperken tot deze maximum waarde? b) Wat is de spanningsval in de leiding? c) Rendement als een verbruiker kω wordt aangesloten? 8 4. In onderstaande figuur geeft de Ampèremeter 0,25 A aan. Hoe groot is de uitwendige spanning van de bron? 15 Wisselspanning / wisselstroom Een schakeling wordt gebruikt om het vermogen te regelen van een gelijkspanningsmotor (R=5Ω). De schakeling produceert een blokspanning tussen 0 en V met een duty cycle van 20 %. a) Bereken de gemiddelde waarde van de spanning b) Bereken de effectieve waarde en de vormfactor. c) Teken het stroomsterkte tijdsdiagram dat ontstaat d) Wat is het maximale vermogen dat de schakeling kan leveren door de duty cycle aan te passen? 2. Een kring bevat een gelijkstroomweerstand van 12 Ω, een inductantie X L = 20 Ω en een capacitantie X C van 8 Ω, in serie aangesloten op een spanning van 150 V 50 Hz. a) Bereken de arbeidsfactor b) Bereken het actief, het reactief en het schijnbaar vermogen 3 van 5

4 3. Een praktische spoel (RL-schakeling), aangesloten op een gelijkspanning van 12 V, voert een stroom van 0,5 A. (L=3 H) We sluiten dezelfde spoel aan op een wisselspanning van 12 V met frequentie 80 Hz. De stroomsterkte is dan 0,2 A. a) Bereken de inductantie en de totale impedantie b) Bereken de faseverschuivingshoek c) Teken de spanning en stroom als functie van de tijd voor minimaal 1 periode 4. Een spoel met een gelijkstroomweerstand van 8 Ω en een inductiecoëfficiënt L = 0,3 H is parallel geschakeld met een condensator van 20 μf op een spanning van 60 V met frequentie 50 Hz. a) Bereken analytische de totale impedantie b) Bereken de totale impedantie met de complexe rekenwijze c) Bepaal de hoofdstroom en de takstromen Een driefasegenerator met geaard nulpunt voedt een inductiemotor die in driehoek is aangesloten. Elke fasewikkeling van de motor neemt 30 A op en heeft een impedantie van 7 Ω. a) Bereken de fasespanning van de generator b) Bereken de lijnspanning van het driefasenet c) Bereken de spanning tussen een lijn en de aarde 4 van 5

5 Formuleblad 5 van 5