Analisis Litar 2: litar AU: soalan latihan dan soalan peperiksaan

Keadaan mantap sinusoid: impedans, fasor, salunan dan kuasa AU, bersama fana yang menghubungkan kelakuan AT dan AU. Peperiksaan menguji sama ada anda boleh bekerja dengan pantas menggunakan nombor kompleks dan menjejaki sudut.

Pek ulang kaji kilat (PDF)Lembaran formula, langkah kaedah dan soalan latihan dengan penyelesaian penuh, sedia untuk dicetak.

Topik dalam kursus ini

  1. Nombor kompleksaritmetik dalam bentuk Cartes · bentuk kutub dan eksponen · De Moivre, punca dan persamaanpengiraan
  2. Impedans AU & fasorRL bersiri · RLC bersiri · voltan kapasitor dan salunanpengiraan
  3. Kuasa AU & faktor kuasaP dan Q bagi beban · arus talian · pembetulan faktor kuasapengiraan
  4. Salunan LC, faktor Q & lebar jalurfrekuensi tabii, Q dan tenaga · RLC siri dan selari · reka bentuk, kehilangan dan susutanpengiraan
  5. Kuasa tiga fasavoltan dan arus Y dan Δ seimbang · kuasa tiga fasa · pembetulan faktor kuasapengiraan
  6. Fana RC & RLpengecasan RC · litar RL · kapasitor dengan cas awalpengiraan
  7. Thévenin & Nortonrangkaian pembahagi · dengan perintang bersiri dan beban · dengan sumber arus dan bebanpengiraan
  8. Plot Bode dan marginpenapis dan asimptot · magnitud dan fasa · margin kestabilanpengiraan

Tip peperiksaan untuk Analisis Litar 2: litar AU

  • Tukar frekuensi kepada ω = 2πf sebelum anda mengira sebarang reaktans.
  • Kekalkan semua sudut dalam unit yang sama, dan semak sama ada kalkulator anda dalam darjah atau radian.
  • Kuasa nyata hanya digunakan dalam rintangan; kuasa reaktif milik induktor dan kapasitor. Faktor kuasa ialah P/S.

Contoh penyelesaian

Nombor kompleksMudah
ReIm55−5−5z₁z₂

Bagi z₁ = −7 + j dan z₂ = 4 + j2, cari bahagian nyata hasil darab z₁·z₂.

z₁ = −7 + jz₂ = 4 + j2

Cari nilai Re(z₁z₂)

Tunjukkan petunjuk
  1. Kembangkan kurungan seperti (a + b)(c + d), memberi empat sebutan.
  2. Gantikan j² dengan −1 supaya satu daripada empat sebutan menjadi nyata.
  3. (−7 + j)(4 + j2) = (−28) + j(−14) + j4 + j²·2
Tunjukkan jawapan dan penyelesaian langkah demi langkah

Nombor kompleks: z = a + jb mempunyai bahagian nyata a dan bahagian khayalan b, dengan j² = −1 (ahli matematik menulis i). Tambah dan tolak bahagian demi bahagian; kembangkan kurungan dan gantikan j² dengan −1; bahagi dengan mendarab pengangka dan penyebut dengan konjugat penyebut, z̄ = a − jb, kerana z·z̄ = a² + b² ialah nyata. Pada rajah Argand, z ialah titik (a, b): jaraknya dari asalan ialah modulus |z| = √(a² + b²), dan sudut dari paksi nyata positif ialah argumen θ.

Kembangkan

(−7 + j)(4 + j2) = (−7)·4 + j·(−7)·2 + j·1·4 + j²·1·2

Gunakan j² = −1

Re = (−28) − 2 = −30
Im = (−14) + 4 = −10
z₁z₂ = −30 − j10
Re(z₁z₂) = −30

Jawapan

Re(z₁z₂) = −30
Impedans AU & fasorSederhana
Vf0​ = 1000 HzRL = 200 mHC = ?

Litar RLC siri dengan L = 200 mH mesti bergema pada 1000 Hz. Cari kemuatan C yang diperlukan.

f0 = 1000 HzL = 200 mH

Cari nilai C (µF)

Tunjukkan petunjuk
  1. Pada salunan XL = XC, yang memberikan f₀ = 1/(2π√(LC)).
  2. Susun semula: C = 1/((2πf₀)²·L).
  3. (2πf₀)² = 3.948 × 10⁷ s⁻².
Tunjukkan jawapan dan penyelesaian langkah demi langkah

Litar AU dengan fasor: perintang, induktor dan kapasitor mempunyai impedans R, jωL dan 1/(jωC), dengan ω = 2πf. Dalam sambungan bersiri, impedans ditambah seperti rintangan, tetapi sebagai nombor kompleks. Arus dan voltan rms mengikut hukum Ohm dengan |Z|.

Syarat resonans

Pada resonans reaktans induktif dan kapasitif saling membatalkan: ωL = 1/(ωC).

ω₀ = 2π·1000 = 6283 rad/s
C = 1/(ω₀²·L) = 1/(6283²·0.2) = 0.1267 µF

Jawapan

C = 0.1267 µF

Cara latihan berfungsi

  • “Berlatih kursus ini” mencampurkan soalan daripada semua topiknya, seperti peperiksaan sebenar.
  • Setiap soalan mempunyai nilai baharu, jadi anda mempelajari kaedah dan bukannya jawapan.
  • Buntu? Buka petunjuk kecil dahulu, dan penerangan penuh hanya apabila anda memerlukannya.
  • Peperiksaan percubaan adalah bermasa dan tanpa petunjuk, dan anda mendapat skor serta semakan penuh pada akhirnya.

Kalkulator untuk kursus ini

Kursus berkaitan