Tentamen i Fysik för IMT 5A1225 000111

Alla hjälpmedel utom sådana som innebär kontakt med andra levande varelser är tillåtna. Uppgifterna är inte ordnade i svårighetsgrad. Tänk på att även en ansats på ett tal kan ge delpoäng. 2.5p erfordras för godkänt.

Tema denna gång är företaget Berifors i Bromma som är en av två stora tillverkare av instrumentpaneler till tyngre fordon (den andra är tyska VDO, som även gör till lättare fordon)

OBSERVERA att ämnesvalet inte innebär att jag uttalar mig om teknikens eller företagets möjligheter.

1

En avgörande trend på instrumentpaneler numera är att ersätta glödlampor som bakgrundsbelysning med lysdioder, därför att dessa har bättre riktat, redan färgat ljus. Dessutom har de en mycket bättre verkningsgrad. Detta genom att i princip all effekt som utvecklas i i dioden blir till synligt ljus (och inte till IR_strålning som i vanliga glödlampor till 90%))

Elektriskt är emellertid lysdioden lite märklig såtillvida att den inte har en konstant resistans, utan i stället ett (nästan) konstant spänningsfall. Hur mycket ström som går igenom den och därmed hur mycket effekt som utvecklas beror i stället på övriga resistanser i kretsen. Hur stor effekt utvecklas i lysdiod respektive motstånd i en krets där spänningskällan ger 3V, lysdioden har ett spänningsfall på 2.1V och dioden är seriekopplad med ett motstånd på 0.9ohm?

2

Föregångaren till dagens hastighetsmätare (som ju är en del av instrumentpanelen) var ett vridspoleinstrument, där en liten fjäderbelastad elektromagnet får vrida sig i fältet från en hästskoformad permanentmagnet. Hur stort blir det maximala vridmomentet på en elektromagnet med tvärsnittsytan 1.6cm², 100 varv, järnkärna med µr (fältförstärkning)= 500, om strömmen genom den är 78mA och permanentmagnetens fält är 0.17T

3

En summer måste naturligtvis också finnas, för att alarmera om riktigt allvarliga fel. Vid första konstruktionsförsök visade sig denna ge för låg ljudintensitetsnivå (=54dB). För att höja detta värde bytte man frekvens från 600 till 900Hz, fördubblade membranytan, och ökade vibrationsamplituden med 50%. Vilken blev den nya ljudintensitetsnivån?

4

En symbol (handbroms åtdragen, lågt oljetryck etc) kan fås att lysa upp genom att man belyser den så jämnt som möjligt från undersidan. För att göra detta används en lysdiod (som kan ses som en punktljuskälla) som placeras 22mm under symbolen. Mitt emellan (lysdiod och symbol) placeras en lins med fokallängd 15mm och diameter 10mm. Hur stor blir den belysta ytan på på symbolen?

5

I bland använder man små plastdetaljer för att ledan ljus från ljuskälla till det ställe som ska belysas. Hur högt måste brytningsindex vara för att ljuset ska ledas utan förluster i en cylindrisk ljusledare, med diameter 1.8mm som belyses i ena kortänden av en lysdiod som sänder ut halv konvinkel 20°. Ändytan på cylinder är sfäriskt konkav med krökningscentrum i ljuspunkten.