การวิเคราะห์วงจร 2: วงจรกระแสสลับ: แบบฝึกหัดและข้อสอบเก่า

สภาวะคงตัวแบบไซน์: อิมพีแดนซ์ เฟสเซอร์ เรโซแนนซ์ และกำลังไฟฟ้ากระแสสลับ ร่วมกับทรานเซียนต์ที่เชื่อมพฤติกรรมกระแสตรงและกระแสสลับ ข้อสอบวัดว่าคุณทำงานกับจำนวนเชิงซ้อนได้เร็วและติดตามมุมได้ถูกต้องหรือไม่

ฝึกรายวิชานี้ฟรีฝึกรายวิชานี้ทำข้อสอบจำลองโจทย์ฟรีวันละ 5 ข้อ ไม่ต้องใช้บัตร

ชุดสรุปเร่งรัด (PDF)สรุปสูตร ขั้นตอนวิธีทำ และโจทย์ฝึกพร้อมเฉลยละเอียด พร้อมพิมพ์

หัวข้อในรายวิชานี้

  1. จำนวนเชิงซ้อนเลขคณิตในรูปเชิงสี่เหลี่ยม · รูปเชิงขั้วและรูปเอกซ์โพเนนเชียล · เดอมัวฟร์ ราก และสมการโจทย์คำนวณ
  2. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์RL อนุกรม · RLC อนุกรม · แรงดันตัวเก็บประจุและเรโซแนนซ์โจทย์คำนวณ
  3. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลังP และ Q ของโหลด · กระแสในสาย · การปรับปรุงตัวประกอบกำลังโจทย์คำนวณ
  4. เรโซแนนซ์ LC ตัวประกอบ Q และแบนด์วิดท์ความถี่ธรรมชาติ Q และพลังงาน · RLC อนุกรมและขนาน · การออกแบบ การสูญเสีย และการลดลงโจทย์คำนวณ
  5. กำลังไฟฟ้าสามเฟสแรงดันและกระแสของระบบ Y และ Δ แบบสมดุล · กำลังไฟฟ้าสามเฟส · การปรับปรุงตัวประกอบกำลังโจทย์คำนวณ
  6. ทรานเซียนต์ RC และ RLการประจุของ RC · วงจร RL · ตัวเก็บประจุที่มีประจุเริ่มต้นโจทย์คำนวณ
  7. เทวินินและนอร์ตันโครงข่ายตัวแบ่ง · มีตัวต้านทานอนุกรมและโหลด · มีแหล่งจ่ายกระแสและโหลดโจทย์คำนวณ
  8. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพตัวกรองและเส้นกำกับ · ขนาดและเฟส · ขอบเสถียรภาพโจทย์คำนวณ

เทคนิคทำข้อสอบวิชา การวิเคราะห์วงจร 2: วงจรกระแสสลับ

  • แปลงความถี่เป็น ω = 2πf ก่อนคำนวณรีแอกแตนซ์ใด ๆ
  • ใช้มุมในหน่วยเดียวกันทั้งหมด และตรวจสอบว่าเครื่องคิดเลขอยู่ในโหมดองศาหรือเรเดียน
  • กำลังจริงใช้ไปในความต้านทานเท่านั้น กำลังรีแอกทีฟเป็นของตัวเหนี่ยวนำและตัวเก็บประจุ ตัวประกอบกำลังคือ P/S

ตัวอย่างวิธีทำ

จำนวนเชิงซ้อนง่าย
ReIm55−5−5z₁z₂

สำหรับ z₁ = −7 + j และ z₂ = 4 + j2 จงหาส่วนจริงของผลคูณ z₁·z₂

z₁ = −7 + jz₂ = 4 + j2

จงหา Re(z₁z₂)

แสดงคำใบ้
  1. คูณกระจายวงเล็บเหมือน (a + b)(c + d) ได้สี่พจน์
  2. แทน j² ด้วย −1 เพื่อให้หนึ่งในสี่พจน์กลายเป็นจำนวนจริง
  3. (−7 + j)(4 + j2) = (−28) + j(−14) + j4 + j²·2
แสดงคำตอบและเฉลยทีละขั้นตอน

จำนวนเชิงซ้อน: z = a + jb มีส่วนจริง a และส่วนจินตภาพ b โดย j² = −1 (นักคณิตศาสตร์เขียน i) การบวกและลบทำทีละส่วน คูณกระจายวงเล็บแล้วแทน j² ด้วย −1 การหารทำโดยคูณทั้งตัวเศษและตัวส่วนด้วยสังยุคของตัวส่วน z̄ = a − jb เพราะ z·z̄ = a² + b² เป็นจำนวนจริง บนแผนภาพอาร์กองด์ z คือจุด (a, b): ระยะจากจุดกำเนิดคือมอดูลัส |z| = √(a² + b²) และมุมจากแกนจริงบวกคืออาร์กิวเมนต์ θ

คูณออก

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

ใช้ j² = −1

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

คำตอบ

Re(z₁z₂) = −30
อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ปานกลาง
Vf0​ = 1000 HzRL = 200 mHC = ?

วงจร RLC อนุกรมที่มี L = 200 mH ต้องเรโซแนนซ์ที่ 1000 Hz จงหาความจุ C ที่ต้องการ

f0 = 1000 HzL = 200 mH

จงหา C (µF)

แสดงคำใบ้
  1. ที่เรโซแนนซ์ XL = XC ซึ่งให้ f₀ = 1/(2π√(LC))
  2. จัดรูปใหม่: C = 1/((2πf₀)²·L)
  3. (2πf₀)² = 3.948 × 10⁷ s⁻².
แสดงคำตอบและเฉลยทีละขั้นตอน

วงจรกระแสสลับด้วยเฟสเซอร์: ตัวต้านทาน ตัวเหนี่ยวนำ และตัวเก็บประจุมีอิมพีแดนซ์ R, jωL และ 1/(jωC) โดย ω = 2πf ในการต่ออนุกรม อิมพีแดนซ์บวกกันเหมือนความต้านทาน แต่เป็นจำนวนเชิงซ้อน กระแสและแรงดัน rms เป็นไปตามกฎของโอห์มโดยใช้ |Z|

เงื่อนไขเรโซแนนซ์

ที่เรโซแนนซ์ รีแอกแตนซ์เชิงเหนี่ยวนำและเชิงความจุหักล้างกัน: ωL = 1/(ωC)

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

คำตอบ

C = 0.1267 µF

การฝึกทำงานอย่างไร

  • “ฝึกรายวิชานี้” ผสมโจทย์จากทุกหัวข้อของวิชา เหมือนข้อสอบจริง
  • โจทย์ทุกข้อใช้ค่าใหม่ คุณจึงเรียนรู้วิธีทำ ไม่ใช่จำคำตอบ
  • ติดขัดใช่ไหม เปิดคำใบ้เล็ก ๆ ก่อน และเปิดคำอธิบายฉบับเต็มเมื่อจำเป็นเท่านั้น
  • ข้อสอบจำลองจับเวลาและไม่มีคำใบ้ และคุณจะได้คะแนนและการทบทวนฉบับเต็มเมื่อจบ

เครื่องคำนวณสำหรับรายวิชานี้

รายวิชาที่เกี่ยวข้อง

ฝึกรายวิชานี้ฟรีฝึกรายวิชานี้ทำข้อสอบจำลองโจทย์ฟรีวันละ 5 ข้อ ไม่ต้องใช้บัตร