Enghraifft o Gwestiynau Trafod Systemau Electronig
Mae systemau electronig yn chwarae rhan hanfodol mewn amrywiol sectorau o fywyd modern, o gyfathrebu a diwydiant i feddygaeth. Mae dealltwriaeth drylwyr o gysyniadau a chymwysiadau sylfaenol systemau electronig yn hanfodol i fyfyrwyr ac ymarferwyr sy'n ceisio datblygu arbenigedd yn y maes hwn. Bydd yr erthygl hon yn cyflwyno sawl problem enghreifftiol a thrafodaeth ynghylch systemau electronig, a gobeithio y byddant yn rhoi cipolwg ac yn cynorthwyo'r broses ddysgu.
1. Problem Enghraifft: Cylchdaith Hidlydd Pas Isel RC
Cwestiwn:
Rydych chi'n cael cylched hidlydd pas isel RC, lle mae'r gwrthiant (R) yn 1kΩ a'r cynhwysedd (C) yn 100nF. Cyfrifwch amledd torri'r hidlydd.
Trafodaeth:
Gellir cyfrifo amledd torri (f_c) hidlydd pas isel RC gan ddefnyddio'r fformiwla:
\[ f_c = \frac{1}{2 \pi RC} \]
Drwy drosi'r gwerth cynhwysedd o nanoFarad i Farad:
\[ C = 100nF = 100 \times 10^{-9} F \]
Nawr, rydym yn amnewid gwerthoedd R a C yn y fformiwla:
[f_c = \frac{1}{2 \pi (1 \times 10^3)(100 \times 10^{-9})} \]
\[ f_c = \frac{1}{2 \pi \times 10^{-4}} \]
\[ f_c \approx \frac{1}{6.28 \times 10^{-4}} \]
\[ f_c \tua 1591.55 Hz \]
Felly, mae amledd torri'r hidlydd hwn tua 1591.55 Hz.
2. Cwestiwn Enghraifft: Ennill mewn Mwyhaduron Gweithredol (Op-Amp)
Cwestiwn:
Wrth ddefnyddio mwyhadur gweithredol anwrthdroadol gyda gwerthoedd o R1 = 1kΩ ac R2 = 10kΩ, cyfrifwch enillion y gylched.
Trafodaeth:
Cyfrifir yr enillion ar gyfer mwyhadur gweithredol anwrthdroadol gan y fformiwla:
\[ Ennill(A) = 1 + \frac{R2}{R1} \]
Gyda'r gwerthoedd penodol o R1 ac R2:
\[ A = 1 + \frac{10k\Omega}{1k\Omega} \]
\[ A = 1 + 10 \]
\[ A = 11 \]
O'r canlyniadau uchod, mae enillion yr mwyhadur gweithredol anwrthdroadol hwn yn 11 gwaith.
3. Cwestiwn Enghraifft: System Ddigidol gyda Loteri Signal
Cwestiwn:
Mae signal digidol pum coes yn cynhyrchu'r patrwm cod deuaidd 01101. Cyfrifwch y gwerth degol cyfatebol o'r patrwm cod deuaidd.
Trafodaeth:
I drosi cod deuaidd i god degol, gallwn ddefnyddio'r dull lluosi â phwerau dau. Mae pob digid deuaidd yn cael ei luosi â 2, wedi'i godi i'r pŵer sy'n cyfateb i'w safle o'r dde i'r chwith, gan ddechrau ar bŵer 0.
Gellir cyfrifo'r patrwm deuaidd 01101 fel:
\[ 0 \times 2^4 + 1 \times 2^3 + 1 \times 2^2 + 0 \times 2^1 + 1 \times 2^0 \]
Dod yn:
\[ 0 \times 16 + 1 \times 8 + 1 \times 4 + 0 \times 2 + 1 \times 1 \]
\[ = 0 + 8 + 4 + 0 + 1 \]
\[ = 13 \]
Felly, gwerth degol y patrwm deuaidd 01101 yw 13.
4. Cwestiwn Enghraifft: Cylchdaith Cywirydd Tonfedd Llawn
Cwestiwn:
Gan ddefnyddio trawsnewidydd cam-i-lawr sy'n lleihau'r foltedd o 240V AC i 24V AC, wedi'i gysylltu ag unionydd ton lawn, cyfrifwch y foltedd DC sy'n deillio o hyn os yw'r deuod yn ddelfrydol (heb unrhyw ostyngiad foltedd).
Trafodaeth:
Mae cywirydd ton lawn yn trosi cerrynt AC yn DC trwy gywiro'r cylch AC cyfan. Gellir pennu'r foltedd DC a gynhyrchir gan gywirydd ton lawn trwy gyfrifo foltedd cyfartalog y donffurf wedi'i gywiro.
Ar gyfer deuod delfrydol a foltedd RMS wrth y mewnbwn (trawsnewidydd allbwn), foltedd DC allbwn yr unionydd ton lawn rhagfarnllyd yw:
\[ V_{DC} \tua \frac{2V_{RMS}}{\pi} \]
Yma, mae'r foltedd RMS yn 24V.
\[ V_{DC} \approx \frac{2 \times 24}{3.14} \]
\[ V_{DC} \approx \frac{48}{3.14} \]
\[ V_{DC} \tua 15.29V \]
Felly, mae'r foltedd DC sy'n deillio o hyn tua 15.29V.
5. Cwestiwn Enghraifft: Cyfuniad Cyfochrog o Gylchdaith Atseiniant LC
Cwestiwn:
Pennwch amledd atseiniol \(f_r \) cylched atseiniol LC sy'n cynnwys anwythydd L = 10mH a chynhwysydd C = 10µF.
Trafodaeth:
Cyfrifir amledd atseiniol (\(f_r \)) cylched LC gyfochrog gan ddefnyddio'r fformiwla:
[f_r = \frac{1}{2 \pi \sqrt{LC}}]
Drwy drosi gwerthoedd L a C yn unedau Henry a Farad:
\[ L = 10mH = 10 \times 10^{-3}H \]
\[ C = 10µF = 10 \times 10^{-6}F \]
Amnewidiwch L a C yn y fformiwla:
\[ f_r = \frac{1}{2 \pi \sqrt{(10 \times 10^{-3})(10 \times 10^{-6})}} \]
[f_r = \frac{1}{2 \pi \sqrt{10 \times 10^{-9}}} \]
\[ f_r = \frac{1}{2 \pi \sqrt{10^{-8}}} \]
\[ f_r = \frac{1}{2 \pi \times 10^{-4}} \]
[f_r = \frac{10^4}{2 \pi} \]
\[ f_r \approx \frac{10^4}{6.28} \]
\[ f_r \tua 1591.55 Hz \]
Felly, amledd atseiniol y gylched LC hon yw tua 1591.55 Hz.
Casgliad
O'r drafodaeth o'r problemau enghreifftiol uchod, rydym wedi gweld sut y gall cymhwyso egwyddorion electroneg sylfaenol ein helpu i ddeall a datrys problemau cyffredin a wynebir yn y maes. Mae deall y cysyniadau ac ymarfer parhaus yn hanfodol ar gyfer meistroli systemau electronig. Gobeithir y bydd yr erthygl hon yn helpu darllenwyr i ddeall yn well sut i gyfrifo cydrannau a phriodweddau sylfaenol systemau electronig, a thrwy hynny eu galluogi i'w cymhwyso yn eu hastudiaethau ac yn y gweithle.
