Elektronica 1: oefenopgaven en tentamenvragen

Diodes, bipolaire transistoren, opampschakelingen en RC-netwerken: het eerste elektronicavak na netwerkanalyse.

Oefen dit vak gratisDit vak oefenenMaak een proeftentamenElke dag 5 gratis opgaven. Geen creditcard nodig.

Samenvattingspakket (pdf)Formuleoverzichten, methodestappen en oefenopgaven met volledige oplossingen, klaar om af te drukken.

Onderwerpen in dit vak

  1. Diodes en transistorendiodeschakelingen · instelpunt van een BJT · BJT als schakelaarrekenopgaven
  2. Opampschakelingeninverterende versterker · niet-inverterende versterker · sommeerversterkerrekenopgaven
  3. RC- en RL-schakelverschijnselenRC opladen · RL-schakeling · condensator met beginladingrekenopgaven
  4. Serie- en parallelweerstanden3 weerstanden · 4 weerstanden · ladder van 6 weerstandenrekenopgaven
  5. DC-DC-omzettersideale omzettingsverhoudingen · spoelrimpel en stromen · uitgangsrimpel en de grens van continue geleidingrekenopgaven
  6. Brug van Wheatstone en rekstrookjesevenwicht en knooppuntspanningen · onevenwichtige bruggen · rekstrookjes en weegcellenrekenopgaven
  7. Digitale logica: poorten, K-kaarten & flip-flopspoorten, waarheidstabellen en vertragingen · Booleaanse algebra, K-kaarten en multiplexers · don’t-cares, flip-flops en tellersrekenopgaven

Tentamentips voor Elektronica 1

  • Neem een toestand aan (diode geleidt of spert, transistor actief of verzadigd), los op en controleer daarna de aanname.
  • Bij een ideale opamp met tegenkoppeling staan beide ingangen op dezelfde spanning.
  • Gebruik V_BE = 0.7 V voor siliciumtransistoren, tenzij de vraag iets anders zegt.

Uitgewerkte voorbeelden

Diodes en transistorenMakkelijk
+−18 V470 Ω3,3 VIR​ = ?

Een zenerdiode van 3,3 V wordt gevoed uit 18 V via een weerstand van 470 Ω, zonder aangesloten belasting. Bepaal de stroom IR in de weerstand.

Vin = 18 VVZ = 3,3 VR = 470 Ω

Gevraagd: IR (mA)

Hints tonen
  1. De zenerdiode houdt de uitgang op VZ.
  2. VR = 18 − 3,3 = 14,7 V.
  3. I = V/R.
Toon het antwoord en de stapsgewijze oplossing

Zenerstabilisator: een in sperrichting geschakelde zenerdiode houdt zijn spanning VZ vast zolang zijn stroom boven een minimum IZ,min blijft. De serieweerstand R neemt het verschil tussen ingang en uitgang op: IR = (Vin − VZ)/R. Die stroom splitst zich in de belasting, IL = VZ/RL, en de zenerdiode: IZ = IR − IL. Ontwerp voor de slechtste gevallen: de laagste ingangsspanning met de grootste belasting moet nog steeds IZ,min overlaten, en de hoogste ingangsspanning zonder belasting geeft het grootste zenervermogen PZ = VZ·IZ.

Spanning over de weerstand

VR = 18 − 3,3 = 14,7 V

Stroom

IR = 14,7/470 = 31,28 mA

Antwoord

IR = 31,28 mA
OpampschakelingenGemiddeld
−+Vout​Rf​ = 47 kΩR1​ = 1 kΩVin​

De opamp is ideaal en wordt gevoed met ±15 V; de uitgang verzadigt bij ±12 V. De niet-inverterende versterker wordt gestuurd met een sinusvormig signaal. Vind de grootste ingangsamplitude Vin,max (topwaarde) waarbij de uitgang niet wordt afgekapt.

R1 = 1 kΩRf = 47 kΩVsat = ±12 V

Gevraagd: Vin,max (V)

Hints tonen
  1. Voor een niet-inverterende versterker is de versterking 1 + Rf/R₁.
  2. De topwaarde van de uitgang |versterking|·Vin moet onder Vsat blijven.
  3. |Av| = 48.
Toon het antwoord en de stapsgewijze oplossing

Regels voor de ideale opamp: met tegenkoppeling stuurt de opamp zijn uitgang zo dat beide ingangen op dezelfde spanning staan (V₋ = V₊), en er loopt geen stroom in een van de ingangen. De stroomwet in de inverterende ingang met deze twee feiten geeft de uitgang.

Versterking

Av = 1 + Rf/R1 = 1 + 47/1 = 48

Grootste ingang vóór afkappen

Vin,max = Vsat/|Av| = 12/48 = 0,25 V

Antwoord

Vin,max = 0,25 V

Zo werkt het oefenen

  • “Dit vak oefenen” mengt opgaven uit al zijn onderwerpen, net als een echt tentamen.
  • Elke opgave heeft nieuwe waarden, zodat je de methode leert in plaats van een antwoord.
  • Kom je vast te zitten? Open eerst een kleine hint en de volledige uitleg pas als je die nodig hebt.
  • Proeftentamens zijn getimed en hebben geen hints, en aan het eind krijg je je score en een volledige bespreking.

Calculators voor dit vak

Calculator voor serie- en parallelweerstandenSpanningsdelercalculatorCalculator voor de RC-tijdconstanteCalculator voor opampversterkingLed-voorschakelweerstand berekenen555-timer berekenen (astabiel en monostabiel)Wet-van-Ohmcalculator (spanning, stroom, weerstand en vermogen)Calculator voor de kleurcode van weerstanden (4, 5 en 6 banden)Condensatorcalculator (serie, parallel, lading en energie)

Gerelateerde vakken

Oefenen voor het FE Electrical and Computer-examenNetwerkanalyse 1Meet- en regeltechniek voor metingenInleiding elektrotechniekNatuurkunde 2: Elektriciteit en magnetismeNetwerkanalyse 2: wisselstroomschakelingenVermogenselektronica en aandrijvingenDigitale elektronica
Oefen dit vak gratisDit vak oefenenMaak een proeftentamenElke dag 5 gratis opgaven. Geen creditcard nodig.