วงจรไฟฟ้าเบื้องต้น

ª ß : º»..Õ æ π å «ß»å ß À

Schaumûs Outlines Electric Circuits 4 th Edition «ß øøñ ÈÕßµâπ ºŸâ µàß Mahmood Nahvi Joseph A. Edminister ª ß º»..Õ æ π å «ß»å ß À À «π æ π å «à ß ºŸâ à«à ª å ÿ Translation Copyright 2013 by McGraw-Hill International Enterprises, LLC. All Rights Reserved. Authorized translation from the English language edition published by The McGraw- Hill Companies, Inc. No part of this publication may be reproduced or distributed in any form or by any means, or stored in a database or retrieval system, without the prior written permission of the publisher. µ π ª Àπ ß Õ ISBN 13 978-616-7060-040 265 º µ- æ æå π æ æå Õ-Œ 40/27 Õ Õ π 8 ππ ÿ æ ÿß æœ 10400.0-2615-6555, 0-2615-6521 0-2615-6500 Àπໟπ åàπ ß Õ ÿã ß å À «ππæ «ß«ß À à µª ÿ «π ÿß æœ 10330» æ È «0-2218-7001, 0-22185-7017 0-2251-7021 π ß π «å 0-2218-9881, 0-2255-4433 0-2254-9495.π»«.æ ÿ 0-5526-0162-4 0-5526-0165. (. π ÿ π ).π 0-4421-6131-4 0-4421-6135. Ÿ æ. ÿ 0-3839-4855-9 0-3839-3239 Call Center 0-2255-4433 Website : www.chulabook.com â π â µ µàõ àß «å Èπ 14.0-2218-9889-90 0-2254-9495 π ˵âÕß ÈÕ ªìπ π«π æ ËÕ â π Õπ Ωñ Õ àß À Õ ªìπ Õß «æ» ÿ µ µàõ 0-2615 6521 À Õ 0-2218-9888-90

π π æ æå Àπ ß Õ Schaumûs Outlines of Electric Circuits 4/e À Õ «ß øøñ ÈÕßµâπ à π È ª Õ ª ⫃ Æ å µ «Õ à ß Ωñ À æ âõ Ë à«â ß «â π«ß à «Àâ π µ π» ºŸâ π Ë«ª ˵âÕß «π «â π π Ë ««øøñ ºŸâ ª æ ª ß Àâ Èπ æ âõ Õ Ë Ë ª Õßµ «Õ à ß å æ ËÕ Àâ ºŸâÕà π «â âõ à ß à Áπ â» æ å π ß æ ËÕ ««π «â ËÕß «Ë ««ß øøñ π æ æå Õ-Œ À«ß«à Àπ ß Õ à π È à«àâºÿâõà π ⪠πå π «π Ωñ Ωπ â ß «â π ËÕß «Ë ««ß øøñ æ ËÕ âµàõ Õ π π Õπ π Ÿß ÈπµàÕ ª â««ª π «π æ π å «à ß π æ æå Õ-Œ wanthana_phansawang@mcgraw-hill.com

π ºŸâ ª ß π ª Àπ ß Õ à π È â à«àâºÿâ ª œ â ߪí À Õÿª π π Õπ Õß å π ««øøñ «µ» µ å ªìπÕ à ß Ëß à Õ π ÈÕÀ Àπ ß Õ à π È ªìπ à âõ à ßßà π ËÕß π ÈÕÀ Õß«π È «Õ Ÿà πµ «Õß ºŸâ ª œ ßµâÕß â» æ å π ß æ ËÕ â ß «â Àâ ºŸâÕà πàπ ß Õ à π È π ª Àπ ß Õπ È ß ÿà ß πâπ ª Ë ß «â π π ÈÕÀ ß«ªìπÀ â «π ÈÕÀ ß à«π Àâ π Ëß Èπ ÿ àπ ÕßÀπ ß Õ à π È Õ µ «Õ à ß å Ωñ À π«π Ë à«â ß «â π«π È Àâ ºŸâ Ë ß ÕΩñ ΩπªÆ µ å «à «Ÿâ «â πâõ æ ß Ëß Ωñ Ωπ ß à «ºŸâ ª œ ËÕ Ëπ«à à«àâ âªí À åµà ßÊ π Èπ π π ª âõ à ß ÿ à«ß «à» æ ß à Õà π à π Èπ º»..Õ æ π å «ß»å ß À

Ÿâ ºŸâ ª ß ºŸâ à µ å.õ æ π å «ß»å ß À»» π ª µ..(«øøñ ) À «ß À à M.S. (Electrical Engineering), Vanderbilt University, Nashville, Tennessee, USA Ph.D (Electrical Engineering), University of Idaho, Moscow, Idaho, USA ß π«ë π Intelligent Systems, Adaptive Signal Processing, Neural Networks, Digital Image Processing Robotics, Laser Electrophotography, Optimization ªí ÿ π º»..Õ æ π å ßµ Àπàß À «Àπâ ««øøñ Õ æ «µõ å µ å À «π»«

Ë 1 ª Àπà«æ Èπ π ß øøñ...1 1.1 Àπ૪ µ π ß øøñ...1 1.2 ß ß π ßß π...2 1.3 ª ÿ øøñ øøñ...3 1.4» å øøñ...4 1.5 æ ßß π ß øøñ (Energy and Electrical Power)...5 1.6 Õß à ß Ë øíß å π Õßµ «ª...6 ªí À...6 åωñ À æ Ë µ...8 Ë 2 À π«ë ««ß...11 2.1 Õÿª å æ ø Õÿª å Õ ø (Passive and Active Elements)... 11 2.2 âõµ ß ß å... 13 2.3 «æ π å À«à ß ß π... 14 2.4 «µâ π π (Resistance)... 15 2.5 «Àπ Ë «π (Inductance)... 16 2.6 «ÿ øøñ (Capacitance)... 18 2.7 Õ Õß«ß øøñ... 19 2.8 µ «µâ π π Ë ÿ µ à ß âπ (Nonlinear Resistors)... 20 ªí À... 21 åωñ À æ Ë µ... 28 Ë 3 Ø æ ËÕ «Àå«ß...35 3.1 π... 35 3.2 Ø ß π Õß Õ å Õøøá (Kirchhoffûs Voltage Law: KVL)... 35 3.3 Ø Õß Õ å Õøøá (Kirchhoffûs Current Law: KCL)... 36 3.4 «ß ËÕÿª å µàõ Õπÿ... 37 3.5 «ß ËÕÿª åµàõ π π... 39 3.6 àß ß π... 40 3.7 àß... 41 ªí À... 42 åωñ À æ Ë µ... 47 Ë 4 ««Àå...53 4.1 ««Àå Ëß (The Branch Current Method)... 53 4.2 ««Àå «ß Õ ß à The Mesh Current Method)... 54 4.3 å Õ å ππµå (Matrices and Determinants)... 55

ix 4.4 ««Àå ß π ß È«(The Node Voltage Method)... 58 4.5 «µâ π π ß â π â ÕÕ (Input and Output Resistances)... 60 4.6 «µâ π π àߺà π (Transfer Resistance)... 60 4.7 ß à (Network Reduction)... 61 4.8 À ÿª ªÕ å æ Ëπ (Superposition)... 63 4.9 ƒ Æ Õß «π π πõ åµ π... 65 4.10 ƒ Æ àߺà π ß øøñ Ÿß ÿ (Maximum Power Transfer Theorem).. 68 ªí À... 69 åωñ À æ Ë µ... 79 Ë 5 «ß «ß ÕÕª Õ ªá...89 5.1 Õßµ «... 89 5.2 ªÑÕπ π«ß... 91 5.3 ÕÕª Õ ªá (Operational Amplifier)... 92 å 5.4 «Àå«ß ÕÕª Õ ªá πõÿ µ... 96 5.5 «ß È«... 97 5.6 «ß «à... 98 5.7 «ß à È«... 99 5.8 «ß µ ß π...101 5.9 «ß µ ««µ µà ß (Differential Amplifiers)...102 5.10 «ß Ë ÕÕª Õ ªáÀ µ «...104 5.11 «ß Õ π µõ å «ß ø øõ å π Õ µõ å (integrator and differentiator circuit)...105 5.12 Õ æ «µõ å Õπ ÁÕ...109 5.13 µ «Õß «ËµË ºà π...111 5.14 µ «ª...112 ªí À...114 åωñ À æ Ë µ...132 Ë 6 Ÿª Õß Ÿª Ëπ... 137 6.1 π...137 6.2 øíß å Ëπ ªìπ...137 6.3 øíß å Ëπ πÿ Õ å...139 6.4 ËÕπ «ËÕπ ø...141 6.5 «µ «π Õß «...143 6.6 à Ë à ª º (Average and Effective (RMS) Values)...144 6.7 øíß å Ëπ à ªìπ «...147 6.8 øíß å Ëπ ÈπÀπ ËßÀπà«(unit step function)...147 6.9 øíß å ËπÕ æ...149 6.10 øíß å Ëπ ÕÁ å æ π...152 6.11 ß Õß Ëπ Ÿª πå...155

x ªí À...156 åωñ À æ Ë µ...165 Ë 7 «Àå«ß ËÕ Ÿà π π ßµ «ËµÕ πõßµàõ 169 7.1 π...169 7.2 µõ πõß ÕßÕÿª å...169 7.3 ø Õ å...172 7.4 Õ æ π å Õ µ µπ å (Impedance and Admittance)...176 7.5 àß ß π π «Àå ß «Ë (frequency domain) 178 7.6 ««Õ å π å...179 7.7 «ß π π...182 7.8 ƒ Ø «π π πõ åµ π...183 7.9 ƒ Æ âõπ Õß À àß à AC...184 ªí À...185 åωñ À æ Ë µ...198 Ë 8 ß øøñ (AC Power)... 207 8.1 ß øøñ π ß π «...207 8.2 ß π «ßµ «ËÕ Ÿà π Ÿª πå...209 8.3 ß Ë À Õ ß ß...211 8.4 ß Õ ø...212 8.5 ÿª ß øøñ π R, L C...213 8.6 ª Ë πæ ßß π À«à ßµ «Á ª ÿ µ «Àπ Ë «π...214 8.7 ß ß âõπ ߪ Ø À Ë æ ßß π...216 8.8 ß à «ß ËµàÕ π π...220 8.9 ª ª ÿßµ «ª Õ ß...222 8.10 à Õπ ß Ÿß ÿ (Maximum Power Tranfer)...224 8.11 ƒ Æ âõπ Õß ß Ë...226 ªí À...227 åωñ À æ Ë µ...238

Ë 1 ª Àπà«æ Èπ π ß øøñ 1.1 Àπ૪ µ π ß øøñ ÕßÀπà«Ë âµ Õ Àπ ß Õπ È â Àπ૵ ππ π µ À Õ àõ «à SI ª Àπà«Õߪ ßÕ Ÿà πµ ß Ë 1-1 πµ ßπ Èπ ßÕ Ÿà ˪ æ Èπ π ª Õ Ëπ Ë à ßÕ Ÿàπ Èπ â à Õÿ À Ÿ πàπà«õß» «π ( o K) ª Õß π Àπà«Õß (mol) ª «â Õß ß πàπà«π å (cd) Àπà«Õߪ Õ ËπÊ π ÈπÕ Àâ â Àπà«æ Èπ π Èß Á Ë Õ Ÿàπ Èπ ª øøñ å Ë â π «Àå«ß ª µ π Èπ ßÕ Ÿà π µ ß Ë 1-2 ÿ ß π Ë â Õ Ÿà ÕßÀπà«Õ π (rad) µõ å π (rs) ÿ πàπà«õß Õß» Ÿ â Ë«ª Èß π â Õ ÿ ø Õßøíß å Ëπ πå µ «Õ à ß àπ sin (wt + 30 o ) π ËÕß wt ªìπÀπà«π å π π È ªìπ º ÕßÀπà«Ë â åµ «Ÿ π Ë ªìπ à À Õ ß Ëß â æ ËÕ ««π ß π«π Ë Ê À Õ π«π ËπâÕ Ê ß «â π µ ß Ë 1-3 å πµ ßπ Èπ Ÿ â «ß «â â ßÀπâ Àπà«Õߪ Ë ß πµ ß Ë 1-1 µ ß Ë 1-2 µ «Õ à ß àπ â mv π millivolt À Õ 10 3 V MW π ª megawatt À Õ 10 6 W µ ß Ë 1-1 Quantity Symbol SI Unit Abbreviation length L;l meter m mass M;m kilogram kg time T;t second s current I;i ampere A

2 ë Ë 1 ª Àπà«æ Èπ π ß øøñ 1.2 ß ß π ßß π µ ß Ë 1-2 Quantity Symbol SI Unit Abbreviation electric charge Q;q coulomb C electric potential V;v volt V resistance R ohm conductance G siemens S inductance L henry H capacitance C farad F frequency f hertz Hz force F;f newton N energy, work W;w joule J power P;p watt W magnetic flux weber Wb magnetic flux density B tesla T µ ß Ë 1-3 Prefix Factor Symbol pico 10 12 p nano 10 9 n micro 10 6 m milli 10 3 m centi 10 2 c deci 10 1 d kilo 10 3 k mega 10 6 M giga 10 9 G tera 10 12 T ª µ ª µà ßÊπ Èπ π«ª Ë Ë «âõß â µ» µ å Ë ƒ Æ Õß Õ Ÿà â«àπà«õß ßπ Èπ π«π â ª «Ÿ ª «àß π Èπ Õ ß 1 Àπà«Õßπ «µ π (N) π «à ß Ë à ÿ å Êπ Èπ Àâ ËÕπ Ë Õß «Àπ 1 «àß 1 µ µàõ «π ß Õß ßπ Èπ â«à 1 kg m s 1 N = 2 ß ππ Èπ Õ º æ å Ë ß â«àâ ß π Àπ Ëß Àπà«Õßß π Õ Ÿ (joule) Ëß Ÿ Àπà«π «µ π- µ (N. m) π Ëπ Õ 1 J = 1 N. m Àâ ß µ«à ß π æ ßß ππ Èπ Àπà««π ßß π (Power) ªìπ Õ µ Õßß π À Õ æ ßß π Ë ß À Õ Ÿ âß π π «Àπ Ëß Àπà«Õß ßß π Õ«µµå (Watt,W) Ëß 1 W à à Àπ Ëß Ÿ µàõ«π ßπ Èπ â«à 1 W = 1 J s

1.3 ª ÿ øøñ øøñ ë 3 µ «Õ à ß Ë 1.1 π ËÕπ Ë ªìπ âπµ ß «10 kg Ÿ Àâ ËÕπ Ë â««àß 2.0 m/s 2 (a) ßÀ ß Ë µàõ «10 kg π Èπ (b) â «10 kg π Èπ Ë ËÕπ Ë ÿ À ÿ π Ëß Ë «t = 0, x = 0 ßÀ µ Àπàß Õß «, æ ßß π ËÕπ Ë, ß Ë µàõ «π Èπ ËÕ «ªìπ t = 4s m kg m (a) F= ma kg s N = 10 2. 0 2 20 2 = 20 s 1 (b) Ë «t = 4s x at = ( ) Ê Ë Á ˆ 2 1 = = Ê m ˆ Ë ( ) 2 = 2 2 20. 2 4s 160. m s KE = Fx 20. 0 N 16. 0 m 3200 N m = 3.2 kj KE 32. kj kj p = = = 08. = 08. kw t 4s s 1.3 ª ÿ øøñ øøñ = ( )( ) = Àπà«Õß π Èπ Õ Õ ª å (A) Àπ Èπ π «à ËÕ ß Ë à 1 A À ºà πµ «π µà µ «Ë π π π µ «π Èßµ «π Èπ«ß π π π ª ««à Èπ ÿ «ßÀà ß π π Ÿ» π Èπ Àâ ß À«à ßµ «π Èß Õß ªìπª 20 Ó 10 7 π «µ πµàõ ««Àπ Ëß µ Õ π Àπ Ëß Õß Ë ªìπª πå Õ 1 A π Èπ Õ ËÕπª ÿ 1C ºà π dq æ Èπ Ë π ß Ë à Àπ Ëß â««1 s π π È â Õß π Ÿªøíß å Ëπ Õß «â«à i( A) = ( C s) dt ªìπº «à Àπ૪ ÿ Ÿ Õ åπ Èπ Ÿ Àπà«Õ ª å-«π ª ÿ øøñ Õ ªìπ â Èߪ ÿ «ª ÿ ÕÕÕπª ÿ «ËÕπ Ë ª ß â ß π Ÿª Ë 1-1(a) ÕÕÕπ «ß ËÕπ Ë ª ß â π Õß À «À Õæ Àâ Èπ π» ß æÿàß ª ß â àπ «π π Ÿª Ë 1-1(b) ÕÕÕπª ÿ ËÕπ Ë ª ß «π àππ È ªìπ

4 ë Ë 1 ª Àπà«æ Èπ π ß øøñ º Àâ À ª π» ß â â À «à ÕÕÕπ À à π È ËÕπ ˺à π π S ËÕ µ Àπ Ëß Ÿ Õ åµàõ«π ªìπº Àâ À Àπ Ëß Õ ª å Ëß Ë ËßÀπ Ëß Ë «Ÿâ π «Àå«ß øøñ Õ À Õß Ë Èπ π µ «π À π Èπ Èπ ËÕπ Ë ÕßÕ Á µ Õπ ËÕ Ÿà «ª Õ Õ πõ ÿ Õß ß â ß Õ µõ Õß À æ À Õß ß ªìπµ «Õ à ßÕ πàπ Ëß Õ Á µ Õπ ËÕ Ÿà π«ß πõ ÿ Õß π æ π ËÕ µàõõ à ßÀ «Ê π «Ë»Ÿπ å ß π ËÕπ ËÕ à ßÕ Õ µõ Àπ Ëß ª ßÕ Õ µõ Àπ Ëß π ß à ߺ π Èπ ËÕÿ À Ÿ ÀâÕßÕÿ À Ÿ Àπ ËßÕ µ ËÕπ Ë ÕßÕ Á µ Õπ À à π È Õ µ ªìπ à ß Ë à Àπ Ëß ª π Èπ π Õß ßÀπ Ëß Ÿ» å µ π Èπ Õ Á µ Õπ Ë Àâ π øøñ Õ Ÿà 8.5 Ó 10 28 Õ Á µ Õπ ( Ëπ øøñ ) Ë Õ π ËÕπ Ë Õ Á µ Õππ Èπ ª ÿ ªìπ e = 1.602 Ó 10 19 C 1 Õ ª å Õ Á µ Õπ ËÕπ Ë 624. 10 18 Ê ( e) Á Ë s - ˆ Õ Á µ ÕπµàÕ«π ËÕπ ˺à π àõß Ë Àπâ µ ß Ë Ê Õßµ «π µ «Õ à ß Ë 1.2 µ «π Õ πàπ Ëß À Õ Ÿà 5 Õ ªá Õ Á µ ÕπÕ Ÿà ˵ «Ëºà π ÿ Ë À πµ «π π Èπ π 1 π 1.4» å øøñ ( )( ) = 5 A = 5 C s 60 s min 300 C min Ê 300 Cmin ˆ Á 18 7 10 21 19 =. electrons min Ë1.602 10 C electron Õπÿ Ë ª ÿ øøñ ß Õπÿ ËÕÕπÿ Õ Ÿà π π øøñ â À à º µâ π «â π Ÿ àß æ ß Ë Ë π ËÕß π øøñ Ëß Ë π π È Õß π Ë Èπ π ËÕß ËÕπ â ª ÿ π» ß Ëµâ π ß Ë Èπ π ËÕß π øøñ π Èπ ß Ë ß π Ÿª Ë 1-2(a) π 1 Ÿ Õßß π Ÿ â ª Ë À⪠ÿ 1 Ÿ Õ å ËÕπ Ë µ Àπàß Ë 0 ª ß Ëµ Àπàß Ë 1 µ Àπàß Ë 1 π Èπ ªìπ ÿ Ë «µà ß» å 1 «å µ Àπàß Ë 0 π Ëπ Õ 1 V = 1 J/C Õ Õß» å øøñ ª ß π π π «Àπ m ß ß π Ÿª Ë 1-2(b) Ëß ªìπ π «Èπµâ π ß π ß πâ à«ß g Ë Àâ ßµâ π «Èπ ËÕ «Ÿ Ë h æ ßß π» å (potential energy) Ëß ªìπ «Ë ß π Õß «m ËÕ «m π Èπª ª àõ æ ßß πõõ π Ë «m π Èπµ ß Õπÿ Ÿ àß Àâ «Á«æ Ë Èπ â«ß πâ à«ß æ ßß π» å Ÿ ª Ë π ªìπ «Á«Õß «m ËßÕ π Àπ Ëß ª Ë π æ ßß π» å ªìπæ ßß π πå (kinetic energy)

1.5 æ ßß π ß øøñ (Energy and Electrical Power) ë 5 Ÿª Ë 1-2 µ «Õ à ß Ë 1.3 π«ß øøñ «ß Àπ Ëßæ ßß π 9.25 mj Ÿ â ª æ ËÕ π àߪ ÿ 0.5 mc ÿ a ª ß ÿ b ßÀ «µ µà ß Õß» å øøñ À«à ß ÿ Èß Õß 1 volt = 1 joule per coulomb 6 925. 10 J v = 6 = 18. 5 V 0.5 10 C 1.5 æ ßß π ß øøñ (Energy and Electrical Power) æ ßß π øøñ πàπà«õß Ÿ (joule)π Èπ Ÿ â π µàõê ª Ëß Ë «âõß à ª ÿ øøñ à Àπ Ë «π øøñ Ë æ π å π øøñ π à À Á øøñ Ë «Á æ ßß π â Õ µ πàπà«ÿ µàõ«π Õ Õ µ Õßæ ßß πµàõ «π ŸªÕ ËπÊ Ë â ªìπÀπà««µµå (watt) Õß ß øøñ Ëß ß øøñ πàπà««µµå Á Õ º Ÿ Õß ß π øøñ πàπà««å øøñ πàπà«õ ª å p = vi: 1 W = 1 V. 1 A ßπ Èπ V A= J C J Ê ˆ W Ë C Ê ˆ Ë s = s = πõ ÿ Àπ Ëß Ë dw Õ ß æ Èπ π Õß ß øøñ Õ p = ßπ Èπ ß øøñ π Àπ Ëß Ë«ª dt ªìπøíß å Ëπ Ë ÈπÕ Ÿà «µ «Õ à ß Ë 1.4 C minute µ «µâ π πµ «Àπ Ëß» å øøñ µ µà ß π À«à ß È«ªìπ 50.0 V ª ÿ 120 À ºà π ÿ ßµ «ÿ Àπ Ëß µâ ß ËÕπ À à π Èæ ßß π øøñ Ÿ ª Ë π ªìπæ ßß π «âõπ à Ê C 120. 0 ˆ Ë min Ê s 60 ˆ Ë min 20. A P 20. A 500. V 100. 0 W = = ( ) ( ) =

6 ë Ë 1 ª Àπà«æ Èπ π ß øøñ «π π ËÕß 1 W = 1 J s ßπ Èπ 100 «µµå (watt) Õ µ ª º πæ ßß π ªìπ 100 Ÿ µàõ 1.6 Õß à ß Ë øíß å π Õßµ «ª æ ËÕ Ë À«à ß à ß Ë ª Ë ª Ë π ª ßµ «µ «Õ µ «À à Ÿ â æ ËÕ ßª à ß Ë µ «Õ µ «Á ªìπ À ª Ë ª ª Ë π µ «Õ à ß àπ à ß Ë 100 Õ ª å πõ ªìπ I = 10 A π Ë Ë ª ª Ë πµ «πõ ªìπ i = 10.0 f(t)a À µ «Õ à ß Ë ªìπøíß å Ëπ Ë ª µ Ÿ â π «Àå«ß øøñ àπ i = 10.0 sinwt(a) ªìπ µ «Õ à ß Õßøíß å π πå v = 15.0 e at (V) ªìπ µ «Õ à ß Õß øíß å π Õ å æ ππ ªí À 1.1 ß Àâ «µ ÿàπ Ëß ËÕπ Ë π» ß X Ëß ßπ Èπ ª ªµ F = ( N ) x 2 (a) ßÀ ß π Ë Èπ π à«ß Ë ËÕπ Ë 1 m x 3 m (b) ßÀ à Õß ß Ë ß Ë Ë Àâ ß π ªìπ π«π Ë à π π ß Ë à π (a) dw = F dx ßπ Èπ W (b) 8 J = F c (2m) À Õ F c = 4 N 3 = x dx = È - Ú 12 1 12 ÎÍ x = 2 8 J 1 1.2 æ ßß π øøñ Ÿ ª Ë π ª ªìπ «âõπ ËÕ µ 7.56 kj/min πµ «µâ π πµ «Àπ Ëß Ëß ª ÿ 270 C/min À ºà π Õ Õ «µà ß» å ˵ àõ µ «µâ π ππ Èπ P = VI V 3 756 10 J. P = = min J = 28 = 28 I 270 C V C min 1.3 «ß øøñ «ß Àπ Ëß À ºà π i = 2.5 sin wt (ma) Ë w Õ «Ë ß ÿ π Àπà«Õß ß π ˵ àõ «ß v = 45 sin wt (V) ßÀ à ß Ë P avg æ ßß π W T Ë àß ª Àâ«ß πàπ Ëß Õßøíß å π πå æ ßß π ªìπº Õß Õ π µµ «Õß ßß π Àπ Ëß 2p 2p 2 112. 5p T = Ú = Ú = ( mj) 0 0 w W w v idt 112. 5 w sin wtdt 3 1 12

ªí À åωñ À æ Ë µ ë 7 ßπ Èπ à ß Ë Õ W T avg = = 56. 25 mw P 2 p w ß µ«à P avg ªìπÕ Õ â w 1.4 Àπà«Õßæ ßß πª µ Ë Ÿ â π æ ßß π øøñ Àπ૪ìπ «µµå- Ë«ß (a) 1 kwh Ë Ÿ (b)»πå ËÕßÀπ Ëß Õ µ âæ ßß π 75 W ß πµ Èß µà «7.00 pm 11.30 pm æ ßß π «Ë â ª ÈßÀ ªìπ à À à πàπà«õß «µµå- Ë«ß (kwh) Àπà«Õß Ÿ (a) 1 kwh = Ê 1000J ˆ Ê s 3600 ˆ 3 6 MJ Ë s Ë h =. (b) ( 75. 0 W )( 4. 5 h ) = 337. 5 Wh = 0.3375 kwh MJ ( 0.3375 kwh) Ê 36. ˆ 1215. MJ Ë kwh = 1.5 âπ «Õß ß Õ å AWG #12 ªìπ âπ «Ë â π ËÕ ŸàÕ» Ë«ª Ëß Õ Á µ ÕπÕ Õ Ÿà ª 2.77 Ó 10 23 µàõ ««1 µ µ «à Õ Á µ ÕπÕ Ë Àâ π øøñ 1 µ «/1 Õ µõ âõ Ÿ π ÈÕ Á µ Õπ π«π Ë ªÕ å Áπµå Ë À ºà πæ Èπ ËÀπâ µ Õß âπ «Ëß Àâ À ß Ë 25.0 A π 1 π C 25. 0 s 156 10-19 =. 10 C 1.602 electron Ê 20 electrons s 156. 10 ˆ Ê 60 ˆ 936. 10 Ë s Ë min = 21 936. 10 23 ( 100) = 3. 38% 277. 10 20 21 electron s electrons min 1.6 π«πõ Á µ Õπ À ºà πà Õ ø 100 watt π 1 Ë«ß â â ß π Àâ À Õ ø π Èπ 120 V 5 100 W = ( 120 V) I( A ) I = A 6 ( 56Cs)( 3600sh) 22-19 = 187. 10 electrons per hour 1.602 10 C electron

8 ë Ë 1 ª Àπà«æ Èπ π ß øøñ 1.7 ª µ µ µõ å Ë πµå 12 V π Ë Õ ªìπÀπà«ampere-hours ßπ Èπ µ µõ å Ë π À à Ë 3.5 A Õ ÿ âß π 20 hr (a) µ «à ß π ß Ëµ Õ âß π ßÀ à æ ßß π ßß π Ë µ µõ å Ë ß à «à ÕÕ ÈßÀ (b) π«è µà à Ë 7.0 A (a) (3.5 A) (12 V) = 42.0 W (J/s) (42.0 J/s)(3600 s/h) (20 h) = 3.02 MJ (b) (7.0 A) 12 V) = 84.0 W (84.0 J/s)(3600 s/h) (10 h) = 3.02 MJ Õ µ ampere-hours ªìπ «æ ßß π Ë µ µõ å Ë Á Õ Ÿà ßπ Èπæ ßß π «ÈßÀ Õß µ µõ å Ë ªìπ àπ «π à«à Ÿ àßõõ π 10 Ë«ßÀ Õ 20 Ë«ß π à«π Õß ßß π ÕÕ µ àßæ ßß π ßß π Ë µ µõ å Ë ÕÕ ÈßÀ π «10 Ë«ß ªìπ 2 à Õß ßß π Ë µ µõ å Ë ÕÕ ÈßÀ µà â «20 Ë«ß åωñ À æ Ë µ 1.8 ßÀ ß π ßß π Ëß ß Ëß À⫵ ÿ ËÕπ Ë â 2 µ π «14 «π µõ 1.5 mj, 0.107 mw 1.9 ßÀ ß π ßß π ˵âÕß â «5.0 πæ Èπº «Ë à ß π µà ÿ Èπ 30 Õß» π«π Õßæ Èπ ªìπ ß 2 µ µ π«π Ë Èππ Èπ π «3.5 «π µõ 49.0 J, 14.0 W 1.10 ß π à à 136.0 J ÀâÕ Á µ Õπ π«π 8.5 Ó 10 18 Õ Á µ Õπ ËÕπ Ë À«à ß ÿ 2 ÿ π«ß øøñ ßÀ à «µà ß» å Ë Èπ À«à ß ÿ 2 ÿ π«ß π Èπ µõ 100 V 1.11 Ÿª Ëπ Ë À Ë (puise) π 305 V, 0.15 A â «500 ms ßÀ «à à ßß π æ ßß π Õß µõ 45.75 W, 22.9 mj

ªí À åωñ À æ Ë µ ë 9 1.12 Àπà«Õß ßß π Ë â Õ π Õß Õ µõ å øøñ Õ ß â (hp) Ëß à 746 (W) ßÀ «à Õ µõ å π 5 hp âæ ßß π ª à π «2 Ë«ß ÀâµÕ Õ Ÿà πàπà«õß MJ µõ 26.9 MJ 1.13 À Ë «t 0, q (4.0 Ó 10 4 )(1 e 250t ) (C) ßÀ Ë «t = 3 ms µõ 47.2 ma 1.14 «ß Àπ Ëß ß π i = 10e 5000t (A) v = 50(1 e 5000t ) (V) ßÀ æ ßß π «ÈßÀ Ë Ÿ â ª ËÕ t 0 µõ 50 mj 1.15 à «ÿ Õßµ «Á ª ÿ Õß«ß Õ Q/V Ë Q Õ π Õߪ ÿ Ë Á πõÿª å V Õ π Õß ß π ˵ àõ µ «Õÿª å à «ÿ µ π SI Àπ૪ìπ ø (farad, F) ßÕ à «ÿ πàπà«ø ÀâÕ Ÿà πàπà«æ Èπ π 2 4 µõ 1 F = 1 A s kg m 2

Ë 2 À π«ë ««ß 2.1 Õÿª å æ ø Õÿª å Õ ø (Passive and Active Elements) Ë«ªÕÿª å øøñ ß π â ⫺π æ«ß À Õ ß à Õß«ß ËÕπÿ π π π «ß πà Õÿª åæ Èπ π Õß È«µàÕ (two-terminal elements) À Ê µ «µàõ π «Àå«ß ºπ æ«ß Ÿ à«àâ ߪ æ Õß«ß ß Õÿª åæ Èπ π Õß È«µàÕ Ë«ª ß ß π Ÿª Ë 2-1 π Ÿªπ ÈπÕÿª åàπ Ëßµ «π π â«ÿª å Ë À Ë º πºâ µ «π øøñ Õ Ÿà ˪ È«µàÕ A B Õÿª å Õ ø* π Èπ À ß À àß à ß π (voltage source) À Õ À àß à (current source) Ëß à æ ßß πõõ ª Àâ ß à Õß«ß à«πµ «µâ π π µ «Àπ Ë «π µ «Á ª ÿπ Èπ ªìπÕÿª å æ ø Ëß Õ æ ßß π À àß à À ÕÕ ª Ë πæ ßß ππ Èπ ª ªìπ Ÿª Õß π øøñ À Õ π à À Á Ë Á «â â Ÿª Ë 2-1