ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

6 ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ

1. ลองดูภาพวงจร RLC ต่อไปนี้! ถ้าอิมพีแดนซ์ของวงจรคือ 250 Ω แล้วความต้านทานจะเป็นเท่าใด ตัวต้านทาน (R) คือ…..

50 Ω

ข. 200 โอห์ม

C. 400 โอห์ม

ง. 600 โอห์ม

อี. 800 โอห์ม

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า:

Z = 250 โอห์ม

C = 8 m F = 8 x 10^-6 F

ล = 0,8 ชม.

V = 200 โวลต์

ω = 500 เรเดียน/วินาที

ถาม: ความต้านทานของตัวต้านทาน (R)

คำตอบ :

สูตรคำนวณค่าอิมพีแดนซ์รวมของวงจร:

คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

2. พิจารณาวงจร RLC แบบอนุกรมต่อไปนี้! ความต่างศักย์คร่อมปลายทั้งสองของตัวเหนี่ยวนำคือ….

ก. 100 โวลต์

ข. 200 โวลต์

C. 300 โวลต์

ง. 350 โวลต์

E. 400 โวลต์

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า:

R = 40 W

X_L = 150 W

X_C= 120 W

V = 100 โวลต์

ถาม: ความต่างศักย์ระหว่างปลายทั้งสองของตัวเหนี่ยวนำ

คำตอบ :

สูตรคำนวณค่าอิมพีแดนซ์รวมของวงจร:

คำตอบที่ถูกต้องคือ C.

3. ดูแผนภาพวงจร RLC ต่อไปนี้!
กระแสสูงสุดของวงจรคือ.. (1 µF = 10^-6 F)

ก. 1,3 ก.
ข. 1,5 เอ
ค. 2,0 ก
ง. 2,4 ก.
E. 2√2 A

การอภิปราย

เป็นที่รู้จัก :
ตัวต้านทาน (R) = 12 โอห์ม
ตัวเหนี่ยวนำ (L) = 0,075 H
ตัวเก็บประจุ (C) = 500 µF = 500 x 10^-6 F = 5 x 10^-4 หน่วยวัดความจุไฟฟ้าใน
แรงดันไฟฟ้า (V) = V_o sin ωt = V_o sin 2πft = 26 sin 200t
ถาม กระแสสูงสุดของวงจร
จาวาบ :

ค่าความต้านทานเชิงเหนี่ยวนำ (X_L) = ωL = (200)(0,075) = 15 โอห์ม
รีแอกแทนซ์คาปาซิทีฟ (X)_C) = 1 / ωC = 1 / (200)(5 x 10^-4) = 1 / (1000 x 10^-4) = 1/10^-1 = 10¹ = 10 โอห์ม   
ตัวต้านทาน (R) = 12 โอห์ม
อิมพีแดนซ์ (Z) :
ความแรงปัจจุบัน (I) :
I = V / Z = 26 โวลต์ / 13 โอห์ม
I = 2 โวลต์/โอห์ม
I = 2 แอมแปร์
คำตอบที่ถูกต้องคือ C.

4. วงจร RLC ถูกจัดเรียงดังแสดงในภาพด้านล่าง กราฟคลื่นไซน์ที่ได้จะเป็นดังนี้_L > X_C เป็น…

การอภิปราย

ข้อสังเกต:
X_L = ค่าความต้านทานเชิงเหนี่ยวนำ หรือ ค่าความต้านทานเชิงอิมพีแดนซ์ของตัวเหนี่ยวนำ
X_C = ค่าความต้านทานเชิงคาปาซิทีฟ หรือ ค่าความต้านทานเชิงอิมพีแดนซ์ของตัวเก็บประจุ

ในตัวเหนี่ยวนำ แรงดันไฟฟ้า (v) จะนำหน้ากระแสไฟฟ้า (i) เป็นระยะ ¼ รอบ หรือ 90°^o.
ในตัวเก็บประจุ กระแสไฟฟ้า (i) จะไหลนำหน้าแรงดันไฟฟ้า (v) ประมาณ ¼ รอบ หรือ 90°^o.

ถ้า X_L > X_C ดังนั้นวงจรจึงเป็นแบบเหนี่ยวนำ กราฟคลื่นไซน์ที่ได้จึงมีลักษณะเหมือนคำตอบ C โดยที่แรงดัน (v) นำหน้ากระแส (i) อยู่ ¼ รอบ หรือ 90°^o.

คำตอบที่ถูกต้องคือ C.

5. ดูภาพต่อไปนี้สิ!

วงจร RLC ถูกจัดเรียงดังแสดงในภาพด้านบน กราฟคลื่นไซน์ที่ได้จะเป็นดังนี้ ถ้า_L > X_C เป็น…

การอภิปราย

ข้อสังเกต:

X_L = ค่าความต้านทานเชิงเหนี่ยวนำหรือค่าความต้านทานเชิงอิมพีแดนซ์ของตัวเหนี่ยวนำ, X_C = ค่าความต้านทานเชิงคาปาซิทีฟ หรือ ค่าความต้านทานเชิงอิมพีแดนซ์ของตัวเก็บประจุ

ในตัวเหนี่ยวนำ แรงดันไฟฟ้า (V) จะนำหน้ากระแสไฟฟ้า (I) เป็นระยะ ¼ รอบ หรือ 90°^o.

ในตัวเก็บประจุ กระแสไฟฟ้า (I) จะไหลนำหน้าแรงดันไฟฟ้า (v) ประมาณ ¼ รอบ หรือ 90°^o.

ถ้า X_L > X_C ดังนั้นวงจรจึงเป็นแบบเหนี่ยวนำ กราฟคลื่นไซน์ที่ได้จึงมีลักษณะเหมือนคำตอบ C โดยที่แรงดัน (v) นำหน้ากระแส (i) อยู่ ¼ รอบ หรือ 90°^o.

คำตอบที่ถูกต้องคือ C.

6. วงจร RLC ถูกจัดเรียงดังแสดงในภาพด้านล่าง กราฟคลื่นไซน์ที่ได้จะเป็นดังนี้ ถ้า_L > X_C คือ...

การอภิปราย

ข้อสังเกต:

X_L = ค่าความต้านทานเชิงเหนี่ยวนำหรือค่าความต้านทานเชิงอิมพีแดนซ์ของตัวเหนี่ยวนำ, X_C = ค่าความต้านทานเชิงคาปาซิทีฟ หรือ ค่าความต้านทานเชิงอิมพีแดนซ์ของตัวเก็บประจุ

ในตัวเหนี่ยวนำ แรงดันไฟฟ้า (V) จะนำหน้ากระแสไฟฟ้า (I) เป็นระยะ ¼ รอบ หรือ 90°^o.

ในตัวเก็บประจุ กระแสไฟฟ้า (I) จะไหลนำหน้าแรงดันไฟฟ้า (v) ประมาณ ¼ รอบ หรือ 90°^o.

ถ้า X_L > X_C ดังนั้นวงจรจึงเป็นแบบเหนี่ยวนำ ดังนั้นกราฟคลื่นไซน์ที่ได้จึงมีลักษณะเหมือนคำตอบ C โดยที่ เตกังกัน (กริยา) นำหน้า อารัส (i) หมุนไปได้ ¼ รอบ หรือ 90 องศา^o.

คำตอบที่ถูกต้องคือ C.

ที่มาของคำถาม:

ข้อสอบวิชาฟิสิกส์ระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย (SMA/MA) U-ZC ปี 2013/2014