Asas Kejuruteraan Elektrik: soalan latihan dan soalan peperiksaan

Kursus elektrik yang diambil oleh pelajar kejuruteraan mekanikal, awam dan kimia: litar AT, litar setara, fana dan kuasa AU. Soalannya lebih pendek daripada dalam ijazah kejuruteraan elektrik, tetapi ia merangkumi banyak perkara.

Berlatih kursus ini secara percumaBerlatih kursus iniAmbil peperiksaan percubaan5 soalan percuma setiap hari. Tiada kad diperlukan.

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

Topik dalam kursus ini

  1. Perintang bersiri & selari3 perintang · 4 perintang · tangga 6 perintangpengiraan
  2. Analisis nod1 nod tidak diketahui · 2 nod tidak diketahui · 2 nod, 3 sumberpengiraan
  3. Thévenin & Nortonrangkaian pembahagi · dengan perintang bersiri dan beban · dengan sumber arus dan bebanpengiraan
  4. Fana RC & RLpengecasan RC · litar RL · kapasitor dengan cas awalpengiraan
  5. Impedans AU & fasorRL bersiri · RLC bersiri · voltan kapasitor dan salunanpengiraan
  6. Kuasa AU & faktor kuasaP dan Q bagi beban · arus talian · pembetulan faktor kuasapengiraan
  7. Kuasa tiga fasavoltan dan arus Y dan Δ seimbang · kuasa tiga fasa · pembetulan faktor kuasapengiraan
  8. Pengubahnisbah belitan · arus dan kuasa · kecekapan dan kehilanganpengiraan

Tip peperiksaan untuk Asas Kejuruteraan Elektrik

  • Permudahkan perintang bersiri dan selari dahulu; banyak litar peperiksaan mengecil menjadi satu gelung.
  • Kapasitor bertindak sebagai litar buka dan induktor sebagai litar pintas setelah litar AT mantap.
  • Bagi kuasa AU, tulis P, Q dan S sebagai segi tiga: S² = P² + Q².

Contoh penyelesaian

Perintang bersiri & selariMudah
R1​ = 5 ΩIR1​+−V1​18 VR2​6 ΩAR3​12 Ω

Cari arus IR1 yang dibekalkan oleh sumber, yang mengalir melalui R1.

V1 = 18 VR1 = 5 ΩR2 = 6 ΩR3 = 12 Ω

Cari nilai IR1 (A)

Tunjukkan petunjuk
  1. Permudahkan rangkaian langkah demi langkah. Dalam sambungan bersiri, rintangan ditambah. Dua perintang selari bergabung sebagai R₁R₂/(R₁ + R₂).
  2. R₂ dan R₃ kedua-duanya menyambung nod A ke wayar bawah, jadi ia selari. Pasangan itu bersiri dengan R₁.
  3. Req = 9 Ω.
Tunjukkan jawapan dan penyelesaian langkah demi langkah

Perintang bersiri dan selari: dalam sambungan bersiri arus yang sama mengalir melalui setiap perintang dan R = R₁ + R₂ + …. Dalam sambungan selari setiap perintang mempunyai voltan yang sama dan 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Rangkaian tangga dipermudahkan sepasang demi sepasang sehingga tinggal satu rintangan setara.

R1​ = 5 Ω+−V1​18 VR2​6 ΩAR3​12 Ω

Gabungkan perintang dari hujung yang jauh

Mulakan dari hujung yang paling jauh daripada sumber dan bergerak balik ke arahnya. Perintang yang membawa arus yang sama adalah bersiri; perintang merentasi dua nod yang sama adalah selari.

R2 ∥ R3 = 6·12/(6+12) = 4 Ω
Req = R1 + R2 ∥ R3 = 5 + 4 = 9 Ω

Arus daripada sumber

Sumber hanya melihat Req, jadi hukum Ohm memberikan arus yang dibekalkannya. Arus itu mengalir melalui R₁.

IR1 = V1/Req = 18/9 = 2 A

Jawapan

IR1 = 2 A
Analisis nodSederhana
−+Vs​ = 3 VIx​Is​1.5 AAR1​6 ΩR2​3 ΩB

Sumber voltan Vₛ antara A dan B mempunyai terminal + pada B, maka ia menjadikan VB − VA = Vₛ. Gunakan analisis nod dengan supernod untuk mencari arus Ix melalui sumber voltan, dari A ke B seperti yang ditunjukkan oleh anak panah.

Is = 1.5 AVs = 3 VR1 = 6 ΩR2 = 3 Ω

Cari nilai Ix (A)

Tunjukkan petunjuk
  1. Sumber voltan antara dua nod bukan bumi menetapkan beza antara kedua-duanya: VB − VA = Vs.
  2. Tulis satu persamaan HAK untuk supernod di sekeliling A, B dan sumber: VA/R₁ + VB/R₂ = Is.
  3. VA = 1 V.
Tunjukkan jawapan dan penyelesaian langkah demi langkah

Analisis nod: pilih nod rujukan, labelkan voltan nod yang tidak diketahui, tulis hukum arus Kirchhoff pada setiap nod yang tidak diketahui menggunakan hukum Ohm (I = ΔV/R), dan selesaikan persamaan yang terhasil.

Bentuk supernod

Sumber voltan antara A dan B membawa arus yang tidak diketahui, maka HAK tidak boleh ditulis pada A atau B secara berasingan. Kepung A, B dan sumber dalam satu supernod: arus yang memasukinya sama dengan arus yang meninggalkannya.

VB = VA + Vs = VA + 3
VA/R1 + VB/R2 = Is

Selesaikan

VA/6 + (VA + 3)/3 = 1.5
VA = (1.5 − 3/3)/(1/6 + 1/3) = 1 V
VB = 1 + 3 = 4 V

Arus melalui sumber voltan

Segala yang melalui sumber dari A ke B meninggalkan nod B melalui R₂.

Ix = VB/R2 = 4/3 = 1.333 A

Jawapan

Ix = 1.333 A

Hasil negatif bermaksud arus sebenar mengalir bertentangan dengan anak panah.

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

Kalkulator perintang bersiri dan selariKalkulator pembahagi voltanKalkulator pemalar masa RCKalkulator impedans RLCKalkulator pembetulan faktor kuasaKalkulator kuasa tiga fasaKalkulator nisbah belitan pengubahKalkulator susutan voltanKalkulator setara Thévenin dan NortonKalkulator hukum Ohm (voltan, arus, rintangan dan kuasa)Kalkulator kod warna perintang (4, 5 dan 6 jalur)Kalkulator kapasitor (siri, selari, cas dan tenaga)

Kursus berkaitan

Latihan peperiksaan FE Elektrik dan KomputerAnalisis Litar 2: litar AUAnalisis Litar 1Sistem Kuasa dan Mesin ElektrikFizik 2: Elektrik dan MagnetismeElektronik 1Elektronik Kuasa dan PemacuPengukuran dan Instrumentasi
Berlatih kursus ini secara percumaBerlatih kursus iniAmbil peperiksaan percubaan5 soalan percuma setiap hari. Tiada kad diperlukan.