305221, 226231 Computer Electrical Circuit Analysis การวิเคราะห์วงจรไฟฟ้าทางคอมพิวเตอร์ 3(2-3-6) ณรงค์ชัย มุ่งแฝงกลาง คมกริช มาเที่ยง คณะเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร สาขาวิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์

Lecturer Lecturer : อ.ณรงค์ชัย มุ่งแฝงกลาง : อ. คมกริช มาเที่ยง Office : อาคาร ICT ห้อง ICT 1443 Email : narongchai.mo@up.ac.th URL : www.ict.up.ac.th/narongchai.mo : www.ict.up.ac.th/khomkrits Office Hours : Mon. 13:00 – 16:00 Thu. 09:00 – 12:00

Basic Units Definition Outline 1 Objectives 2 SI Units 3 Basic Units Definition 4 Resistor & Resistor Networks 5 Questions

Objectives เพื่อให้นิสิตมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับหน่วยวัดมาตรฐานทางไฟฟ้า เพื่อให้นิสิตมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับนิยามพื้นฐานทางไฟฟ้า เช่น ประจุ กระแสไฟฟ้า ความต่างศักย์ทางไฟฟ้า พลังงาน กำลังงาน และตัวต้านทาน เป็นต้น เพื่อให้นิสิตมีความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับการเชื่อมต่อเครือข่ายความต้านทานในรูปแบบต่างๆ เพื่อให้นิสิตสามารถอ่านค่าความต้านทานและเลือกใช้งานตัวต้านทานได้อย่างถูกต้องเหมาะสม

Basic Units Definition Outline 1 Objectives 2 SI Units 3 Basic Units Definition 4 Resistor & Resistor Networks 5 Questions

Standard prefixes for the SI units of measure SI Prefixes Standard prefixes for the SI units of measure Multiples Name deca- hecto- kilo- mega- giga- tera- peta- exa- zetta- yotta- Prefix da h k M G T P E Z Y Factor 100 101 102 103 106 109 1012 1015 1018 1021 1024 Fractions deci- centi- milli- micro- nano- pico- femto- atto- zepto- yocto- d c m μ n p f a z y 10−1 10−2 10−3 10−6 10−9 10−12 10−15 10−18 10−21 10−24

Prefixes Examples 1,024 byte = 1.024x103 byte = 1 kb 20,000,000 Hz = 20x10 6 Hz = 20 GHz 3,500  = 3.5x103  = 3.5 k  4,000,000,000,000 byte = 4x1012 byte = 4Tb 0.001 A = 1x10-3 A = 1 mA 0.00248 m = 2.48x10-2 m = 2.48 mm

ชื่อเรียก (Name of Unit) สัญลักษณ์ของหน่วย (Unit Symbol) SI Units ปริมาณ (Quantity) ชื่อเรียก (Name of Unit) สัญลักษณ์ของหน่วย (Unit Symbol) ความยาว (Length) เมตร (Meter) m มวล (Mass) กิโลกรัม (Kilogram) Kg เวลา (Time) วินาที (Second) s กระแสไฟฟ้า (Electric current) แอมแปร์ (Ampere) A อุณหภูมิ (Temperature) องศาเคลวิน (Degree Kelvin) K◦ ความเข้มแสง (Luminous intensity) แรงเทียน (Candela) cd ปริมาณมวลสาร( Amount of substance) โมล (Mole) mol มุมเชิงระนาบ (Plane angle) เรเดียน (Rradian) rad มุม Sold Angle สเตอเรเตียน (Steradian) sr

Derived SI Units หน่วยวัด ชื่อในมาตรา SI สัญลักษณ์ที่ใช้ แรง (Force) นิวตัน (Newton) N = kg.m/s2 งาน, พลังงาน (Work, Energy) จูลย์ (Joule) J = N.m กำลัง (Power) วัตต์ (Watt) W = J/s ประจุไฟฟ้า (Electric charge) คูลอมบ์ (Coulomb) C = A.s ความต่างศักย์ (Electric potential) โวลต์ (Volt) V = W/A ความจุไฟฟ้า (Electric capacitance) ฟาราด (Farad) F = A.s/v ความต้านทานไฟฟ้า (Electric resistance) โอห์ม (Ohm) Ω = V/A ความถี่ (Frequency) เฮิทซ์ (Hertz) Hz = S-1

Derived SI Units (cont.) หน่วยวัด ชื่อในมาตรา SI สัญลักษณ์ที่ใช้ ความสว่าง (Luminance) ลักซ์ (Lux) lx = lm/m2 ความเหนี่ยวนำ (Self inductance) เฮนรี่ (Henry) H = V.s/A ความเข้มส่องสว่าง (Luminous flux) ลูเมน (Lumen) lm = cd.sr กำลังดัน, ความเค้น (Pressure, Stress) ปาสคาล (Pascal) Pa = N/m2 บาร์ (Bar) bar = 105 Pa ฉนวนไฟฟ้า (Electrical conductance) ซีเมนส์ (Siemens) S = 1/Ω ความเข้มสนามแม่เหล็ก (Magnetic flux) เวเบอร์ (Weber) Wb = V.S ความหนาแน่นสนามแม่เหล็ก (Magnetic flux density) เทสลา (Tesla) T = Wb/m2

The Other Derived SI Units หน่วยวัด ชื่อในมาตรา SI สัญลักษณ์ที่ใช้ พื้นที่ (Area) ตารางเมตร m2 ปริมาตร (Volume) ลูกบาศก์เมตร m3 ความหนาแน่นมวล (Mass density) กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร kg/m3 ความเร็ว (Velocity) เมตร/วินาที m/s ความเร็งเชิงมุม (Angular velocity) เรเดียน/วินาที rad/s ความเร่ง (Acceleration) เมตร/วินาที2 m/s2

The Other Derived SI Units (cont.) หน่วยวัด ชื่อในมาตรา SI สัญลักษณ์ที่ใช้ ความเร่งเชิงมุม (Angular acceleration) เรเดียน/วินาที2 rad/s2 กำลังดัน, ความเค้น (Pressure, Stress) นิวตัน/ตารางเมตร N/m2 ความตึงผิว (Surface tension) นิวตัน/เมตร N/m ความหนืดจลน์ (Dynamic viscosity) นิวตัน.วินาที/เมตร2 N.s/m2 ความหนืดไคเนเมติค (Kinematics viscosity) เมตร2/วินาที m2/s การเหนี่ยวนำความร้อน (Thermal conductivity) วัตต์/เมตร/องศาเคลวิน w/(m.k◦)

Abbreviation of SI Unit Terms Name Symb ol Quantity Expresse d in terms of other SI units Expressed in terms of SI base units gray Gy absorbed dose (of ionizing radiation) J/kg m2⋅s−2 sievert Sv equivalent dose (of ionizing radiation) katal kat catalytic activity s−1⋅mol becquerel Bq radioactivity (decays per unit time) s−1

Expresse d in terms of other SI units Name Symbol Quantity Expresse d in terms of other SI units Expressed in terms of SI base units radian rad angle 1 m/m steradian sr solid angle m2/m2 hertz Hz frequency s−1 newton N force, weight kg⋅m⋅s−2 pascal Pa pressure, stress N/m2 kg⋅m−1⋅s−2 joule J energy, work, heat N⋅m kg⋅m2⋅s−2 watt W power, radiant flux J/s kg⋅m2⋅s−3 coulomb C electric charge or quantity of electricity s⋅A volt V voltage (electrical potential difference), electromotive force W/A kg⋅m2⋅s−3⋅A−1

Expresse d in terms of other SI units Name Symb ol Quantity Expresse d in terms of other SI units Expressed in terms of SI base units farad F electric capacitance C/V kg−1⋅m−2⋅s4⋅A2 ohm Ω electric resistance, impedance, reactance V/A kg⋅m2⋅s−3⋅A−2 siemens S electrical conductance A/V kg−1⋅m−2⋅s3⋅A2 weber Wb magnetic flux V⋅s kg⋅m2⋅s−2⋅A−1 tesla T magnetic field strength Wb/m2 kg⋅s−2⋅A−1 henry H inductance Wb/A kg⋅m2⋅s−2⋅A−2 degree Celsius °C temperature relative to 273.15 K K lumen lm luminous flux cd⋅sr cd lux lx illuminance lm/m2 m−2⋅cd

Basic Units Definition Outline 1 Objectives 2 SI Units 3 Basic Units Definition 4 Resistor & Resistor Networks 5 Questions

What is charge ?

Atomic Structure

Conservation of Energy

Charge is ? 1 electron = 1.602 x 10 -19 Coulombs Charge is an electrical property of the atomic particles of which matter consists, measured in coulombs (C). 1 electron = 1.602 x 10 -19 Coulombs

What is current ? Electric current is the time rate of change of charge, measured in amperes (A). The current (i) is relationship between Charge (q) and time (t). 1 amperes = 1 Coulomb / second

What is current ? (cont.) The ampere is counting by the total charge that passes through an arbitrary cross section of a wire during an interval of one second.

Current Types A direct current (DC) is a current that remains constant with time. An alternating current (AC) is a current that varies sinusoidally with time.

Several Types of Current

What is voltage ?

What is voltage ? (cont.)

Voltage Description In Fig. 2.8, let us suppose that a DC current is sent into terminal A , through the general element, and back out of terminal B. Let us also assume that pushing charge through the element requires an expenditure of energy. We then say that an electrical voltage (or a potential difference ) exists between the two terminals, or that there is a voltage “across” the element. Thus, the voltage across a terminal pair is a measure of the work required to move charge through the element. The unit of voltage is the volt,2 and 1 volt is the same as 1 J/C. Voltage is represented by V or v.

Voltage Definition 1 volt = 1 joule/coulomb = 1 newton-meter/coulomb Voltage (or potential difference ) is the energy required to move a unit charge through an element, measured in volts (V). 1 volt = 1 joule/coulomb = 1 newton-meter/coulomb

Voltage Description

What is Energy ? Energy is the capacity to do work, measured in joules ( J). 1 Wh = 3,600 J

What is power ? Power is the time rate of expending or absorbing energy, measured in watts (W).

Circuit Elements An ideal independent source is an active element that provides a specified voltage or current that is completely independent of other circuit elements. An ideal dependent (or controlled ) source is an active element in which the source quantity is controlled by another voltage or current.

Independent Voltage Sources

Independent Current Source

Dependent Sources

Basic Units Definition Outline 1 Objectives 2 SI Units 3 Basic Units Definition 4 Resistor & Resistor Networks 5 Questions

What is resistor ? Resistors are elements of electrical networks and electronic circuits. The primary characteristics of a resistor are the resistance, measured in Ohm ().

Resistor Types

Resistor

Resistor (cont.)

Resistor (cont.)

Resistor (cont.)

Resistor Networks Series Parallel Mixed (Hybrid)

Series RT = R1 + R2 + R3

Parallel

Summary

Mixed (Hybrid) RT = ?

Star-Delta

Delta-Star

Ohm’s Law The resistance R of an element denotes its ability to resist the flow of electric current; it is measured in ohms ( ).

Resistivities of Materials

Ohm’s Law (cont.) Ohm’s law states that “the voltage v across a resistor is directly proportional to the current i flowing through the resistor”. Note : 1  = 1 V/A

Ohm’s Law Example

Basic Units Definition Outline 1 Objectives 2 SI Units 3 Basic Units Definition 4 Resistor & Resistor Networks 5 Questions