14
คถม YECC 2009 โดยพธกร ( ดร . + คณรงช!ย ) ชวงท% 1 (6 ก.พ. 52 เร%ม 10.30 น. ใช-เวลไมเกน 1 ชม.) - ใหอธบายสงทนอง ๆ กาลงทาวา ทาอะไร? มประโยชน"อยางไร? ไมเกน 2 นาท ( ถานอง ๆ อธบายไดชดเจน ให 200 คะแนน ถามร,นพชวยเหล.อบาง หก 50 คะแนน พจารณาตามความเหมาะสมครบ ) คถมรวม 5 ข-อ 1. ร5ปอะไรใครร5บาง (ร5ปซาย) ถ.อไดวาเป7นสงประดษฐ"ทบ,กเบกส5ย,ค solid state electronics, งนFค.อร5ป point-contact transistor ต!วแรกของ โลก ผลงานประดษฐ"โดย John Bardeen และ Walter Bratten ในเด.อนธนวาคม 1947 ดวยคาอธบายในเชงทฤษฎของ William Shockley ทาใหทFง 3 คนไดรบรางวลโนเบลสาขาฟXสกส"รวมกนในปY 1956 2. นFาแบบแกวไหนไฟตดบาง? จากร5ปแผนโลหะทFงค5ตออน,กรมกบหลอดไฟ ถามกระแสไฟฟ[าไหลผานระหวางแผนโลหะ ค5Fน หลอดไฟจะสวาง เฉลย นFาก]อกกบนFาเกล.อเพราะมอออนอย5ในสารละลาย ด5ร5ป

(สคริปต์พิธีกร) คำถาม YECC 2009

Embed Size (px)

DESCRIPTION

เอกสารสคริปต์คำถามที่ใช้ในการแข่งขัน YECC 2009 ส่วนที่ highlight สีเหลืองเป็นเฉลย บางท่อนอาจเป็นบทพูดของพิธีกร ส่วนใหญ่เป็นโจทย์ที่ผมออกเอง และที่แอบดึงปัญหามาจากเว็บของมหาลัยต่างประเทศ (ยกเว้นพาร์ทที่เป็นเกมรู้จักอุปกรณ์ ซึ่งคุณเกสรเป็นคนตั้งคำถามและเลือกอุปกรณ์ที่ใช้เป็นโจทย์) ผมไม่ได้เช็ครายละเอียดซ้ำนะครับว่าส่วนที่เฉลยถูกต้อง 100% แต่น่าจะพอเป็นแนวทาง (นิดหน่อย) สำหรับคนที่จะแข่ง YECC 2010

Citation preview

Page 1: (สคริปต์พิธีกร) คำถาม YECC 2009

ค��ถ�ม YECC 2009 โดยพ�ธ�กร ( ดร . ป� + ค�ณร��งช!ย )

ช�วงท�% 1 (6 ก.พ. 52 เร�%ม 10.30 น. ใช-เวล�ไม�เก�น 1 ชม.)- ให�อธ�บายส� งท� น�อง ๆ ก�าล�งท�าว�า ท�าอะไร? ม�ประโยชน"อย�างไร? ไม�เก�น 2 นาท�(ถ�าน�อง ๆ อธ�บายได�ช�ดเจน ให� 200 คะแนน ถ�าม�ร,�นพ� ช�วยเหล.อบ�าง ห�ก 50 คะแนน พ�จารณาตามความเหมาะสมคร�บ)

ค��ถ�มรวม 5 ข-อ1. ร5ปอะไรใครร5�บ�าง (ร5ปซ�าย)

ถ.อได�ว�าเป7นส� งประด�ษฐ"ท� บ,กเบ�กส5�ย,ค solid state electronics, ส� งน�Fค.อร5ป point-contact transistor ต!วแรกของโลก ผลงานประด�ษฐ"โดย John Bardeen และ Walter Bratten ในเด.อนธ�นวาคม 1947 ด�วยค�าอธ�บายในเช�งทฤษฎ�ของ William Shockley ท�าให�ท�Fง 3 คนได�ร�บรางว�ลโนเบลสาขาฟXส�กส"ร�วมก�นในปY 1956

2. นF�าแบบแก�วไหนไฟต�ดบ�าง? จากร5ปแผ�นโลหะท�Fงค5�ต�ออน,กรมก�บหลอดไฟ ถ�าม�กระแสไฟฟ[าไหลผ�านระหว�างแผ�นโลหะค5�น�Fน หลอดไฟจะสว�าง

เฉลย นF�าก]อกก�บนF�าเกล.อเพราะม�อ�ออนอย5�ในสารละลาย ด5ร5ป

Page 2: (สคริปต์พิธีกร) คำถาม YECC 2009

3. วงจรอะไร? อธ�บายเฉลย Multiplexer

4. NTC ค.ออะไร?

Thermistor แบ�งออกได�เป7น 2 ชน�ดค.อ NTC (Negative Temperature Coefficient) ก�บ PTC (Positive Temperature Coefficient)

5. ให�ระบ,ค,ณสมบ�ต�ของ Op-Amp ในทางอ,ดมคต�A ส5งมาก, Rin ส5งมาก, Rout ต �ามาก, bandwidth กว�างมาก, CMRR (ความสามารถขจ�ดส�ญญาณรบกวนท� เก�ดร�วมก�นทางอ�นพ,ท, Common Mode Rejection Ratio) ส5งมาก

ช�วงท�% 2 (6 ก.พ. 52 เร�%ม 15.00 น. ใช-เวล�ประม�ณ 45 น�ท�)

- ต�วน�Fค.อต�วไหน และม�นเอาไว�ท�าอะไร?

RMUTI-SNC: ULN2003AN

High-Voltage High-Current Darlington Transistor Array เป7น general-purpose darlington array ม�ทรานซ�สเตอร"ชน�ด NPN ต�อแบบดาร"ล�งต�นก�น 7 ค5�

Page 3: (สคริปต์พิธีกร) คำถาม YECC 2009

TU: LDRต�วต�านทานท� แปรค�าตามแสง ย�อมาจาก Light Dependent Resistor

RMUTL: LED หลายส�มากเลยค�ะ (แดง, เหล.อง, เข�ยว) ร5�ม�Fยคะว�าเขาท�าให�ม�นเป7นส�เหล�าน�Fได�ย�งไง?

หล�กการท�างานของ led แสดงด�งร5ปขวาม.อ เม. อไบอ�สตรง อ�เล]กตรอนข�ามจากแดน n ส5�แดน p และจ�บก�บโฮล (recombination process) ปลดปล�อยโฟตอนออกมา ม�ความถ� ในย�าน IR หร.อแสงท� ตามองเห]น กระบวนการด�งกล�าว เร�ยก electroluminescence เช�นแสงส�แดง ความยาวคล. น 700 nm เก�ดจากโฟตอนซy งถ5กปลดปล�อยออกมาด�วยพล�งงาน 1.77 eV, ค�านวณจากสมการ E = hf เม. อ h ค.อ ค�าคงท� ของ Planck เท�าก�บ 6.626 x 10-34 J-s, f ค.อ ความถ� หน�วย Hz หาได�จากอ�ตราเร]วแสง (3 x 108 m/s) หารด�วยความยาวคล. น และ E ค.อ พล�งงาน หน�วย J (1 eV = 1.602 x 10-19 J) led จyงสามารถเปล�งแสงได�หลายส� ขyFนอย5�ก�บการออกแบบให�พล�งงานท� ประจ,พาหะปล�อยออกมาเป7นแสงย�านความถ� ใด ท�Fงหมดน�FขyFนอย5�ก�บค,ณสมบ�ต�ของสารกy งต�วน�า เช�น AlGaAs ส�าหร�บส�แดง และ IR, AlGaP ส�าหร�บส�เข�ยว, GaP ส�าหร�บส�แดง เหล.อง และเข�ยว, C ส�าหร�บ UV

RMUTI: SHT15เซ]นเซอร"อ,ณหภ5ม�และความช.Fนส�มพ�ทธ"

KMITL: PCF8574ARemote 8-bit I/O Expander ส�าหร�บ I2C Bus ใช�ขยาย I/0 ส�าหร�บบ�สอน,กรม 2 เส�นแบบ bidirectional (serial clock, SCL ก�บ serial data, SDA)

KMUTNB: ADC0809A/D Converters 8 bit ร�บอนาล]อกอ�นพ,ทได� 8 ช�อง ม� multiplexer

Page 4: (สคริปต์พิธีกร) คำถาม YECC 2009

CMU: LM339Low Power 4 Comparators ท� เป7นอ�สระต�อก�น, Comparator ค.อวงจร (เป7นการใช�งาน Op-Amp) ท� เปร�ยบเท�ยบแรงด�น input ก�บแรงด�นอ�างอ�ง โดย Output จะเป7น + หร.อ - ขyFนอย5�ก�บผลท� ได�จากการเปร�ยบเท�ยบ (ต�วอย�างเช�น inverting comparator แรงด�นอ�างอ�งต�อก�บขา + ของออปแอม ส�วนขา - ต�อก�บแรงด�นอ�นพ,ท ถ�า แรงด�นอ�นพ,ทมากกว�าแรงด�นอ�างอ�ง แรงด�นเอาพ,ทเป7น +) ร5ปด�านล�างซ�าย

PSU: TLC274เป7น Op-Amp 4 ต�ว ท� ผล�ตโดยเทคโนโลย� LinCMOS ของ Texas Instrument (เขาอ�างว�าม�นท�าให� offset voltage ม�เสถ�ยรภาพมาก) ร5ปด�านบนขวา

KU: 74LS04, 74LS08 ก�บ 74LS32 ต�างก�นอย�างไร?04 = Hex INVERTERs, 08 = Quad 2-Input AND gates, 32 = Quad 2-Input OR gates

UBU: MAX485 ก�บ MAX232 ต�างก�นอย�างไร?ท�Fงค5�เป7น line driver/receiver ส�าหร�บการส. อสารอน,กรมโดยท� 232 เป7นการส. อสารอน,กรมแบบ point-to-point ส�วน 485 ส�าหร�บ multiple-point communication network, MAX232 แปลงแรงด�นระหว�าง 5-V TTL/CMOS level ก�บ TIA/EIA-232 level (ร5ปซ�ายเป7น 485, ร5ปกลางค.อ 232)

NU: Relay ม�หล�กการท�างานอย�างไร?ร�เลย"เป7นสว�ตช"ท� ควมค,มหน�าส�มผ�สโดยใช�แม�เหล]กไฟฟ[า เม. อกระแสไฟฟ[าผ�านขดลวด สร�างสนามแม�เหล]กท�าหน�าหน�าส�มผ�สของสว�ตช"เปล� ยน (ด5ร5ปบนขวาส,ด)

MU: ท�าไมตอนแรกเล.อกใช� PIC18F2331 แล�วเปล� ยนใจไปใช�เบอร"อ. น (แค�ถามความค�ดเห]นนะคร�บ) ค�าถามจร�ง ๆ ค.อ ถ�าสมมต�ว�าตอนแรกเราใช� 18F2331 และระบบท� ออกแบบไว�ใช�งานได�ด�เย� ยมท,ก ๆ ด�าน ยกเว�นอย�างเด�ยวค.อช�องของ A/D น�อยไปน�ดนyง จะเปล� ยนไปใช�เบอร"อะไรด�คะ? (ค�าตอบค.อ 18F4331) และถ�าม�การแก�ไขโปรแกรมท� เข�ยนใหม�แล�วอยากได�พ.Fนท� ส�าหร�บเข�ยนโปรแกรมเพ� มอ�กเท�าต�ว ควรจะใช�เบอร"อะไรด� ในช,ดเด�ยวก�น (ค�าตอบค.อ 18F4431) ส�าหร�บโจทย"ข�อน�Fให�เปXด datasheet ได�

Page 5: (สคริปต์พิธีกร) คำถาม YECC 2009

CU: Zener diode แตกต�างจากไดโอดธรรมดาอย�าง 1N4007 อย�างไร?ใช�งานในช�วง reverse bias (+ ต�อ N, - ต�อ P) ม�ค,ณสมบ�ตในการร�กษาระด�บแรงด�น breakdown

KMUTT: 82C55 CMOS Programmable Peripheral Interface เป7น general purpose programmable I/O device (ร5ปด�านข�าง)

ว!ดปร�น�ยก: 1N4001 ก�บ 1N4007 ต�างก�นตรงไหน?Reverse Voltage (ถ�าเด]ก ๆ ตอบไม�ได�ให�เปXดด5 datasheet ได� - เด]กประถมนะคร�บ)

ว!ดหงสM: 2SC458 ,ถ�าตอบถ5กต�องว�าเป7นทรานซ�สเตอร" ให�ถามต�อเน. องว�าเป7นทรานซ�สเตอร"ประเภทอะไรซ�มอสหร.อไบโพล�าร", ถ�าน�องตอบไบโพล�าร" ให�ถามต�อว�าเป7น NPN หร.อ PNP?Bipolar Junction Transistor, NPN

SUT: HA17741General-Purpose Operational Amplifier

KKU: หม�อแปลง (แปลงอะไร? ก�าล�ง? พล�งงาน? แรงด�น?)หม�อแปลงท�าหน�าท� แปลงระด�บส�ญญาณไฟสล�บให�ส5งขyFน (step up) หร.อต �าลง (step down) ในวงจรจ�ายแรงด�นหร.อในการถ�ายทอดส�ญญาณ (coupling) ภายในวงจรขยายส�ญญาณ

WU: Keypad 3x4 ให�อธ�บายโครงสร�างของ Keypad ท� ท�มเล.อกใช� (ใช� Key encoder เบอร"อะไร? หร.อเป7นเพ�ยง swith ท� เร�ยงต�อก�นธรรมดา? ใช�งานย�งไง?)

MUT: ICL7660SCPAZVoltage Converter อาจใช�งานเป7นต�วแปลงแหล�งจ�ายจาก +5V เป7น +/- 5V หร.อ voltage multiplication ให� Vout = +/- nVin

Page 6: (สคริปต์พิธีกร) คำถาม YECC 2009

ค��ถ�มรวม 5 ข-อ1. ม�ใครอธ�บายเหต,การณ"ท� เก�ดขyFนก�บรอยต�อ PN ของไดโอดได�บ�างคะ?

เม. อเก�ดรอยต�อ PN อ�เล]กตรอนจากสารกy งต�วน�าชน�ด N แพร�ไปย�ง P และ hole จากสารกy งต�วน�าชน�ด P แพร�ไปย�ง N เก�ดการรวมต�วก�นของอ�เล]กตรอนก�บโฮลท� บร�เวณรอยต�อท�าบร�เวณด�งกล�าวไม�ม�ประจ,อ�สระ (เราเร�ยก depletion region) และอ�ออนอะตอมทางด�าน P ม�ประจ,ลบ ส�วนอ�ออนอะตอมทางด�าน N ม�ประจ,บวก เก�ดสนามไฟฟ[าท�ศจาก N ไปย�ง P สนามไฟฟ[าต�วน�Fจะต�านการเคล. อนท� ของอ�เล]กตรอนอ�สระจาก N ไป P และต�านโฮลจาก P ไป N ด�งน�Fน ณ ภาวะสมด,ลจyงม�สนามไฟฟ[าค�าน�อย ๆ (Build-in Potential) เก�ดขyFนท� รอยต�อ การใช�งานไดโอดจyงต�องต�อไฟบวกก�บ P และลบก�บ N เพ. อให�สนามไฟฟ[าภายนอกห�กล�างก�บสนามไฟฟ[าภายใน ยอมให�อ�เล]กตรอนเคล. อนท� จาก N มาย�ง P (หร.อท�ศทางกระแสจาก P ไป N) จyงท�าให�กระแสไฟฟ[าไหลผ�านได�ทางเด�ยว

2. ร5ปน�Fบอกอะไรเรา?

VDE มาตรฐานผล�ตภ�ณฑ"ทางไฟฟ[าของเยอรม�น, UL มาตรฐานของอเมร�กา, มอก.ไทย

3. อ,ปกรณ"ต�วน�Fค.ออะไร?

SSR หร.อ Solid State Relay

4. เคร. องม.อท� เห]นน�Fเร�ยกกว�าอะไร?Spectrum Analyzer

Page 7: (สคริปต์พิธีกร) คำถาม YECC 2009

5. ร5ปไหนเป7น High Pass Filter, ร5ปไหนเป7น Low Pass Filter ม�ว�ธ�ด5ย�งไง? (เฉลย ซ�าย LPF, ขวา HPF)

****************************************************************************************ช�วงท�% 3 (7 ก.พ. 52 เร�%ม 10.30 น. ใช-เวล�ประม�ณ 45 น�ท�)

ค�าถามช�วงน�Fเป7นกล�องอ,ปกรณ"ให�น�กเร�ยนแต�ละกล,�มหย�บ และตอบค�าถาม (ถ�าม�ป�ญหาในการตอบค�าถาม ให�ปรyกษาเกสรคร�บ ค�าถามช,ดน�Fเกสรเป7นผ5�ออกโจทย")

1. อ,ปกรณ"น�Fค.ออะไร และบอกความแตกต�างของอ,ปกรณ"น�Fสองช�Fนมาให�ครบถ�วนตอบ เป7นต�วต�านทานท� ม�ความแตกต�างก�นค.อ– ต�วนyงเป7น ½ ว�ตต" (ต�วใหญ�) ต�วนyงเป7น ¼ ว�ตต" (ต�วเล]ก)– ต�วนyงเป7น 5% (ต�วใหญ�) ต�วนyงเป7น 1% (ต�วเล]ก)– ต�วนyงเป7นค�า 390 โอห"ม (ต�วใหญ�) ต�วนyงเป7น 10 โอห"ม (ต�วเล]ก)

2. อ,ปกรณ"น�Fค.ออะไร เป7นแบบไหน ค�าเท�าไหร� ตอบ เป7นต�วเป7นประจ, แบบแทนทาล�ม (หากเด]กตอบแล�ว ต�องถามต�อว�าม�ข�Fวม�Fย) ซy งค�าตอบค.อม�ข�Fว ค�า 0.47 ไมโครฟาร�ด

3. อ,ปกรณ"น�Fค.ออะไร ใช�ท�าอะไร ตอบ เป7นบ�ซเซอร" ให�ส�าหร�บส�งเส�ยงเต.อนเม. อป[อนไฟ

4. อ,ปกรณ"น�Fค.ออะไร เป7นแบบไหน ค�าเท�าไหร� ตอบ เป7นต�วเป7นประจ, แบบม�ลต�เลเยอร" (หากเด]กตอบแล�ว ต�องถามต�อว�าม�ข�Fวม�Fย) ซy งค�าตอบค.อไม�ม�ข�Fว ค�า 0.01 ไมโครฟาร�ด

5. อ,ปกรณ"น�Fค.ออะไร ใช�ท�าอะไร ใช�ไฟส�าหร�บการ operate ท� ท� โวลต"ตอบ เป7นร�เลย" ใช�ส�าหร�บการต�ดต�อเช. อมต�อวงจร โดยป[อนไฟส�าหร�บการท�างานท� 28 VDC

6. อ,ปกรณ"น�Fค.ออะไร ใช�ท�าอะไร ทนกระแสได�ส5งส,ดเท�าไหร�ตอบ เป7นฟXวส" ใช�ส�าหร�บการป[อนกระแสเก�น ทนกระแสได�ส5งส,ด 1 แอมแปร"

7. อ,ปกรณ"น�Fค.ออะไร (และค�อยถามต�อ)ว�าลบอย�างไรตอบ UV erasable CMOS PROM - Programmable Read Only Memory

8. อ,ปกรณ"น�Fค.ออะไร ใช�ท�าอะไร ตอบ เป7น DIP สว�ตช" ใช�ส�าหร�บต�ดต�อเช. อมต�อวงจร

9. อ,ปกรณ"น�Fค.ออะไร ใช�ท�าอะไร เร�ยกตามมาตรฐานว�าอะไรตอบ เป7น connector เร�ยกตามมาตรฐานว�า RJ45 ใช�ท�าห�วเช. อมต�อ internet

10. อ,ปกรณ"น�Fค.ออะไร ใช�ท�าอะไร เร�ยกตามมาตรฐานว�าอะไรตอบ เป7น connector เร�ยกตามมาตรฐานว�า DB9 โดยท� วไปใช�ท�าห�วเช. อมต�อ พอร"ตอน,กรม

11. อ,ปกรณ"น�Fค.ออะไร ห�ามตอบว�า ICตอบ เป7นไมโครคอนโทรลเลอร" 8 บ�ต ร,�นท� ม� IO ไม�มากน�ก (ตอบไมโครคอนโทรลเลอร"ก]ให�ผ�าน)

12. อ,ปกรณ"น�Fค.ออะไร เบอร"อะไร เป7นแบบไหน ตอบ เป7นทรานซ�สเตอร" เบอร" BC337 เป7นแบบ NPN

13. อ,ปกรณ"น�Fค.ออะไร ใช�ท�าอะไร เร�ยกตามมาตรฐานว�าอะไรตอบ เป7น connector เร�ยกตามมาตรฐานว�า RJ9 ใช�ท�าปล��กสายห5ฟ�งโทรศ�พท"บ�าน (ตอบแค�สายปล��กห5ฟ�งโทรศ�พท"บ�านก]ให� แต�คนละสายก�บปล��กโทรศ�พท"นะ ) ฝ�กความช�างส�งเกต,ของเด]ก

Page 8: (สคริปต์พิธีกร) คำถาม YECC 2009

14. อ,ปกรณ"น�Fค.ออะไร ใช�ท�าอะไร ตอบ เป7น MOV -Metal Oxide Varistor ใช�ส�าหร�บป[องก�นระด�บแรงด�นเก�น

15. อ,ปกรณ"น�Fค.ออะไร เบอร"อะไร ( ห�ามตอบว�า IC) ใช�ท�าอะไรตอบ เป7นไอซ� Timer เบอร" NE555 ใช�สร�างส�ญญาณคล. นความถ� หร.อการหน�วงเวลาท� เราต�องการ

16. อ,ปกรณ"น�Fค.ออะไร ใช�ท�าอะไร เร�ยกตามมาตรฐานว�าอะไรตอบ เป7น connector เร�ยกตามมาตรฐานว�า PS/2 ค.อ ห�วต�อแบบกลม ม� 6 ขา ท� เคยเห]นจะใช�เส�ยบ mouse

17. ขาของอ,ปกรณ"น�Fเร�ยกว�าอะไร ท�าไมต�องท�าแบบน�Fตอบ เป7น� BGA – Ball Grid Arrays ท�าแบบน�Fจะได�ไม�ต�องเปล.องพ.Fนท� ท�า IC ต�วใหญ� ให�ม�ขาเยอะๆ

18. อ,ปกรณ"น�Fค.ออะไร ค�าเท�าไหร�ตอบ ต�วต�านทานแบบปร�บค�าได� ม�ค�า 1 ก�โลโอห"ม

19. อ,ปกรณ"น�Fค.ออะไร ให�หย�บต�วท� ม�ค�าความต�านทานส5งกว�าออกมาตอบ ต�วต�านทานแบบปร�บค�าได� 10 ก�โลโอห"ม และต�วต�านทานแบบธรรมดา 200 ก�โลโอห"ม เด]กต�องหย�บต�วต�านทานธรรมดาออกมา

20. อ,ปกรณ"น�Fค.ออะไร ให�หย�บต�วท� ม�ความสามารถในการเก]บประจ,ส5งกว�าออกมาตอบ ต�วเก]ประจ, ค�า 0.01 ไมโครฟาร�ด (ส�นF�าตาล) และ 0.047 ไมโครฟาร�ด (ส�ขาว) เด]กต�องหย�บส�ขาวออกมา

ค��ถ�มรวม 5 ข-อ12345

ช�วงท�% 4 (7 ก.พ. 52 เร�%ม 15.00 น. ใช-เวล�ไม�เก�น 1 ชม.)

1. ต�วเก]บประจ,ชน�ดท� ม�ค�าความจ,คงท� น�อง ๆ คงเคยได�ย�นช. อก�นหลากหลาย เช�น ต�วเก]บประจ,ชน�ดกระดาษ ต�วเก]บประจ,ชน�ดไมก�า ต�วเก]บประจ,ชน�ดเซราม�ก ต�วเก]บประจ,ชน�ดฟXล"มพลาสต�ก ต�วเก]บประจ,ชน�ดอ�เล]กโทรไลต" ต�วเก]บประจ,ชน�ดแทนทาล�ม น�อง ๆ ร5�ม�Fยค�ะว�าต�วเก]บประจ,ท� เร�ยกช. อแตกต�างก�นหลากหลายเหล�าน�Fเราแบ�งประเภทก�นด�วยอะไร (ใช�อะไรเป7นเกณฑ"ในการบอกว�าต�วน�Fค.อไมก�า ต�วน�Fค.อเซราม�ก)

# โครงสร�างของต�วเก]บประจ, (Capacitor) หร.อ C ประกอบด�วยแผ�นโลหะ 2 แผ�นค� นด�วยฉนวน (ไดอ�เล]กตร�ก) ช. อเร�ยกต�าง ๆ ท� เราเร�ยกก�นน�Fนเร�ยกตามประเภทของว�สด,ท� น�ามาท�าฉนวน เช�น ถ�าใช�แผ�นไมก�าเป7นไดอ�เล]กตร�กก]เร�ยกว�าต�วเก]บประจ,ชน�ดไมก�า

2. Potentiometer หร.อท� น�ยมเร�ยกก�นว�า Volume เห]นหลายท�มใช�ต�วน�Fก�นนะคะ เช�นน�อง ๆ โรงเร�ยนอน,บาลท�Fงสองใช� Volume 1KA (15 mm) อยากทราบว�าเจ�าต�ว “A” น� ม�นค.ออะไร ม�นบอกอะไรเรา ถ�า ดร. ป5 ซ.Fอ Poten 100 KB ร�านขายของเค�าจะงงม�Fยคะ?

# A ก�บ B เป7นต�วบอก R ปร�บค�าได�ต�วน�Fนเวลาท� เราหม,นม�น ค�า R เปล� ยนแบบ log หร.อ linear อย�างต�ว A ท� น�อง ๆ ประถมท�Fง 2 โรงเร�ยนใช�ก�นเป7นแบบ log (องศาท� หม,นก�บความต�านทานแปรตามก�นแบบ log scale) ส�วนแบบ B ม�ความส�มพ�นธ"แบบ linear

3. Sensor ค.ออะไรคะ (ถามเล�น ๆ นะคร�บ ถ�าน�องตอบไม�ได�ก]ให� ดร. ป5 ช�วยอธ�บาย) ม�ต�วต�านทาน (R) ท� เราสามารถใช�งานม�นเป7น Sensor ได�บ�างม�Fยคะ (ถ�าตอบได�ท�นท�ก]ให�ตอบ 2 ช. อ)

# Sensor ค.อ อ,ปกรณ"ท� แปลงค�าต�าง ๆ ของส� งแวดล�อม (เช�นอ,ณหภ5ม� ความช.Fน ความด�น ความเข�มแสง) ให�เป7นปร�มาณทางไฟฟ[า เพ. อท� เราจะใช�ม�นตรวจจ�บสภาพการเปล� ยนแปลงของส� งแวดล�อมได� ต�ว R ก]สามารถใช�เป7น sensor ได�เช�นก�น เช�น LDR (Light Dependent Resistor) ค�า R ขyFนอย5�ก�บความเข�มของแสง หร.อ Thermistor ค�า R ขyFนอย5�ก�บอ,ณหภ5ม�

Page 9: (สคริปต์พิธีกร) คำถาม YECC 2009

4. (หย�บ C ขyFนมาต�วหนy ง) ปกต�ป�ญหาท� จะเก�ดขyFนบ�อยก�บต�ว C ค.อป�ญหา leakage ระหว�างแผ�นโลหะท� วางอย5�ใกล� ๆ ก�นในต�ว C เราม�ว�ธ�ว�ดด�วยม�ลต�ม�เตอร" (แบบเข]ม) อย�างง�ายในการด5ว�าต�วเก]บประจ,ต�วน�Fเส�ยรyเปล�า ก�อนอ. นเราต�องม� นใจก�อนนะคะว�า C ต�วน�Fไม�ได�เก]บประจ, ให�คายม�นเส�ยก�อน (ลองถามน�อง ๆ ว�าจะท�าให�ม�นคายประจ,ได�ย�งไง เฉลยค.อให�น�าขาท�Fงสองของ C มาช]อตก�น) สมมต�ว�า C ต�วน�Fม�ความจ, 10 uF (และคายประจ,หมดแล�ว) ปร�บม�เตอร"ส�าหร�บว�ดค�า R ท� พ�ส�ย 1K แล�วปรากฎว�าเข]มกระด�กแวบหนy งแล�วตกกล�บมาท� เด�ม น�องค�ดว�าต�วเก]บประจ,ต�วน�Fด�หร.อเส�ยคะ?

# ด�คร�บ เพราะโครงสร�างของ C ค.อแผ�นโลหะ 2 แผ�นท� ถ5กค� นด�วยฉนวน ด�งน�Fนม�นไม�น�าไฟฟ[า (กระแสตรง) เม. อม�นไม�น�าไฟฟ[า ค�าความต�านทานจyงม�ค�าเป7นอน�นต" การท� เราปร�บม�เตอร"ว�ด R แล�วเข]มตกลงมาท� เด�ม หมายถyงความต�านทานเป7นอน�นต" สาเหต,ท� ม�การกระด�กแวบหนy งน�Fนเพราะม�เตอร"เม. อปร�บให�ว�ด R ม�นจะท�าหน�าท� เป7นแหล�งจ�ายพล�งงานให�ก�บ C พ5ดอ�กม,มหนy งค.อม�นก�าล�ง charge ต�วเก]บประจ,ของเรา (ในช�วงน�Fจะม�กระแสไฟฟ[าไหลในวงจร แต�ไม�ไหลผ�านซ�นะคร�บ) จyงท�าให�ม�ค�าความต�านทานไม�เป7นอน�นต"ช�วงเวลาส�Fน ๆ

5. (ให�น�กเร�ยนเปXดโฟลเดอร"ร5ปภาพ k6-01.gif ใน Flash Drive) หลอดไฟท� ม�ก�าล�งต�างก�น 2 ดวงต�อขนานก�บแหล�งจ�ายไฟ AC 110 V (การทดลองจากร5ปน�Fท�าให�อเมร�กานะคร�บ) น�อง ๆ จะเห]นว�าหลอดไฟท� ม�ก�าล�งส5ง (ม�ขนาดทางกายภาพใหญ�) จะสว�างกว�าหลอดไฟท� ม�ก�าล�งต �ากว�า ให�ถ.อว�าหลอดท�Fงสองดวงสว�างเต]มท� พอด�

ร5ปค�าถาม ร5ปเฉลย

ถามว�าถ�าเปล� ยนจากหลอดท� ต�อขนานก�นมาเป7นการต�ออน,กรมก�นจะเก�ดอะไรขyFน? (หลอดไหนสว�างกว�า หร.อสว�างเท�าเด�ม เพราะอะไร)

# (เฉลยด�วยร5ป k6-01a.gif) จะเห]นว�าหลอดท� ม�ก�าล�งต �ากว�าจะสว�าง จากส5ตร P = V2/R ในการต�อขนาด V ท� ตกคร�อมหลอดไฟท�Fงสองดวงเท�าก�น ด�งน�Fนหลอดท� ก�าล�งส5งกว�าจyงเป7นหลอดท� ม� R ต �ากว�า และเม. อน�ามาต�ออน,กรมก�น กระแสท� ไหลผ�านหลอดไฟท�Fงสองดวงเท�าก�น แรงด�นจyงตกคร�อมหลอดท� ม�ค�า R ส5งกว�ามากกว�าหลอดท� ม�ค�า R ต �ากว�า หมายความว�า V ท� คร�อมหลอดเล]กจะมากกว�า V ท� คร�อมหลอดใหญ� จyงท�าให�ม�ก�าล�งไฟฟ[าพอท� จะท�าให�หลอดเล]กสว�างกว�าหลอดใหญ�

6. (ไฟล" k6-11b.gif) แบตเตอร� ท�Fง 3 อ�นเหม.อนก�น และหลอดไฟท�Fง 2 ดวงเหม.อนก�น จะเก�ดอะไรขyFนถ�าเราเปXดสว�ตช"คะ ให�ถ.อว�าแบตท� ต�อในร5ปน�Fท�าให�หลอดไฟสว�างเต]มท� พอด�

ร5ปค�าถาม ร5ปเฉลย

Page 10: (สคริปต์พิธีกร) คำถาม YECC 2009

# (เฉลยด�วยร5ป k6-11d.gif) สว�างเท�าเด�มเพราะศ�กย"ไฟฟ[าของแบตท� น�ามาต�อเพ� มท� คร�อมหลอดไฟน�Fนเท�าก�บศ�กดาไฟฟ[าท� คร�อมหลอดไฟอย5�แล�ว

7. (ไฟล" k6-12.gif) หลอดไฟท,กดวงเหม.อนก�น ให�น�อง ๆ บอกว�าเม. อน�าท,กหลอดต�อเข�าในวงจรโดยการเปXดสว�ตช" หลอดไฟดวงไหนสว�างเป7นย�งไงบ�าง เช�นดวงไหนสว�างท� ส,ด ดวงไหนสว�างเท�าก�น ฯลฯ

ร5ปค�าถาม ร5ปเฉลย

# (เฉลยด�วยร5ป k6-12d.gif) E > A=B > C=D เพราะกระแสท� ไหลผ�าน A = B และกระแสท� ไหลผ�าน C = D ซy งน�อยกว�ากระแสท� ไหลผ�าน A (หร.อ B) น� นท�าให�ม�กระแสไหลผ�าน E มากกว�า A (หร.อ B) จากกฎของโอห"ม V = IR (ความสว�างขyFนอย5�ก�บก�าล�งค.อ P = VI ส�วนหลอดไฟแต�ละดวงก]เป7นค�า R)

8. (ร5ป k7-15.gif และ k7-15a.gif) หลอดไฟท�Fง 2 ดวงเหม.อนก�นท,กประการ และม�ต�วเก]บประจ,ต�ออน,กรมก�บหลอดไฟท�Fงสองค� นกลาง (ช�Fท� ร5ป) ถ�าเราเปXดสว�ตช"ไปทางซ�าย (ลองถามเล�น ๆ ว�าเก�ดอะไรขyFนคะ ค�าตอบ หลอดไฟท�Fงสองดวงก]จะสว�างระหว�างท� ม�การ charge ต�วเก]บประจ, และค�อย ๆ อ�อนแสงลงเม. อต�วเก]บประจ,ได�ร�บการชาร"จจนเต]มแล�วม�นก]ค.อฉนวนด� ๆ น� เอง ไม�ม�กระแสตรงใดสามารถไหลผ�านได� หลอดไฟท�Fงสองจyงด�บ ลองชมไฟล"ว�ด�โอค�ะ - ไฟล" k7-15.mpg) ค�าถามค.อถ�าเราเปXดสว�ตช"ไปอ�กฝ��ง (ช�Fท� ร5ป) น�อง ๆ ค�ดว�าจะเก�ดอะไรขyFนก�บหลอดไฟท�Fงสองดวงน�F?

# (ม�ว�ด�โอเฉลย k7-15a.mpg) ประจ,ท� อย5�ในต�ว C จะถ5กคายออกมาก (discharge) ท�าให�หลอดไฟท�Fงสองดวงสว�าง และค�อย ๆ อ�อนลงจนด�บเม. อ C คายประจ,หมด

9. (ไฟล" k1-05.gif, k1-05a.gif) จากร5ปเป7นขดลวดสองขดท� เหม.อนก�นท,กประการ และเม. อเรากดสว�ตช"กระแสท� ไหลผ�านขดลวดจะไหลไปในท�ศทางเด�ยวก�น (ช�Fท� ร5ป) น�อง ๆ ค�ดว�าหล�งจากกดสว�ตช"แล�วเก�ดอะไรขyFนคะ

Page 11: (สคริปต์พิธีกร) คำถาม YECC 2009

# (ม�ว�ด�โอเฉลย k1-05.mpg) เม. อกระแสไฟฟ[าไหลผ�านขดลวดจะสร�างสนามแม�เหล]ก ท�ศทางของสนามแม�เหล]กก]เป7นไปตามกฎม.อขวา ด�งน�Fนขดลวดท�Fงค5�จyงท�าต�วเป7นแม�เหล]กท� ม�ท�ศเหน.อและท�ศใต�ช�Fไปทางเด�ยวก�น น� นหมายความว�าด�านท� อย5�ใกล�ก�นเป7นท�ศสนามแม�เหล]กตรงก�นข�ามก�น ท�าให�ขดลวดท�Fงค5�ด5ดก�น หล�กการเด�ยวก�นน�Fก]อย5�ในอ,ปกรณ"ท� เพ. อน ๆ ของเราหลายกล,�มน�ามาใช� ร5�ม�Fยคะว�าอ,ปกรณ"อะไร ค�าตอบค.อ Relay

10. (ไฟล" k7-03.gif ก�บ k7-03.jpg) หลอดไฟ 2 ดวงท� เหม.อนก�นท,กประการต�อก�บแบตเตอร� และสว�ตช"โดยม�หลอดหนy งดวงหนy งต�ออน,กรมก�บต�วเหน� ยวน�า ถ�าเราเปXดสว�ตช" เราะจะพบว�าหลอดท� ต�ออย5�ก�บต�วเหน� ยวน�าจะถ5กหน�วงเวลาให�สว�างช�ากว�าหลอดท� ไม�ต�อก�บต�วเหน� ยวน�าคร5�นyง (ให�ด5ว�ด�โอ k7-03.mpg แล�วลองถามเล�น ๆ ว�าท�าไมคะ? ค�าตอบ ต�วเหน� ยวน�าไม�ยอมให�กระแสเปล� ยนแปลงท�นท�ท�นใด ตามความส�มพ�นธ" v = L(di/dt) ม�แรงด�นตกคร�อม L จนกว�าจะถyง steady state ท� i คงท� ท�าให� di/dt = 0, v จyงเท�าก�บ 0 ช�วงเวลาน�Fเองท� หน�วงให�หลอดไฟท� ต�ออน,กรมก�บ L ค�อย ๆ สว�างขyFน) ค�าถามส�าหร�บข�อน�Fค.อ ถ�าเราปXดสว�ตช"ไฟ หลอดไฟแต�ละดวงจะเป7นย�งไง? (ด�บพร�อม ๆ ก�น, ค�อย ๆ ด�บ, ใครด�บก�อนด�บหล�ง)

# (ม�ไฟล"ว�ด�โอเฉลย k7-03a.mpg) หลอดไฟท�Fง 2 ดวงจะค�อย ๆ ด�บลงพร�อมก�นเพราะพล�งงานท� สะสมใน L จะจ�ายกระแสให�ก�บหลอดไฟท�Fง 2 ท� ขณะน�Fต�ออน,กรมก�น

11. (ไฟล" j4-01.gif) แสดงแผ�นต�วเก]บประจ, แผ�นโลหะท�Fง 2 แผ�น (ช�Fท� ภาพ) ม�ขนาดเท�าก�น และถ5กประจ,ด�วยจ�านวนประจ,เท�าก�นแต�เป7นประจ,ชน�ดตรงก�นข�ามก�นและความความต�างศ�กย"ระหว�างแผ�นท�Fงค5�ได�ค�าคงท� ค�าหนy ง สมมต�ว�า V1 น�อง ๆ ค�ดว�าถ�าเราเล. อนให�แผ�นโลหะท�Fง 2 ห�างมากขyFน โวลท"ม�เตอร"ต�วน�F (ช�Fท� ร5ป) จะอ�านค�าโวลท"ได�มากขyFนหร.อลดลงคะ เพราะอะไรคะ?

# (เฉลยด�วยไฟล"ว�ด�โด j4-01.mpg) มากขyFน เพราะ C แปรผกผ�นก�บ d (ระยะห�างระหว�างแผ�นแพลต) [จะเสร�มว�า C แปรตามก�บ A (พ.Fนท� หน�าต�นของแผ�นแพลต) ด�วยก]ด�คร�บ] และ Q = CV หร.อ V = Q/C ด�งน�Fน V แปรตาม d

12. ร5ปท� เห]นน�Fเป7น I-V curve ของอ,ปกรณ"ต�วหนy งท� ท,กท�มท� มาแข�งว�นน�Fใช�ก�น อ,ปกรณ"ต�วน�Fนค.ออะไร? และถ�าไม�ใช�กราฟในอ,ดมคต� หน�าตาของม�นจะเปล� ยนไปเป7นเช�นไร (ให�อธ�บาย และออกมาวาดร5ปท� ไวท"บอร"ด)

# ไดโอด กรณ�ท� ไม�เป7นตามอ,ดมคต� จะม�จ,ดส�าค�ญอย5� 2 จ,ดค.อ ท� v = vt กราฟไม�ขนาดก�บแกน y (ซy งในท� น�Fค.อ i) เพราะกราฟ i-v ท� ขนาดแกน y หมายความว�าม�ส�วนกล�บความช�นเท�าก�บ 0 ส�วนกล�บของความช�นค.อความ

Page 12: (สคริปต์พิธีกร) คำถาม YECC 2009

ต�านทาน ไดโอดในโลกแห�งความเป7นจร�งม�ความต�านทานค�าน�อย ๆ อย5�ค�าหนy ง ด�งน�Fนกราฟในทางปฏ�บ�ต� slop จะมาก แต�ไม�เป7น infinity จ,ดท� สองค.อเม. อ v < 0 ค�า i จะไม�เท�าก�บ 0 ตลอดย�านท� v < 0 แต�จะม� v ค�าหนy งท� ท�าให�ม� i ไหลผ�านไดโอด เราเร�ยกว�า break down voltage คร�บ

13. ร5ปแสดงก�ลป�วาโนม�เตอร" (ช�Fท� ร5ป) ต�อก�บต�วต�านทาน ร5ปใดใช�เป7นโวลท"ม�เตอร" ร5ปใดใช�เป7นแอมป�ม�เตอร" ร5�ได�ย�งไง? (ลองถามต�อว�าท�าไม R ท� ต�อขนาดต�องม�ค�าต �า ส�วน R ท� ต�ออน,กรมม�ค�าส5ง)

# ต�อขนาดค.อ Amp- meter ค�า R ต�องต �าเพราะ A ม�เตอร"เวลาว�ดเราต�ออน,กรมก�บวงจร ร5ปท� ต�ออน,กรมค.อ Volt- meter ค�า R ส5งเพราะเวลาว�ดเราต�อขนานก�บวงจร

14. (พ�ธ�กรอธ�บายองค"ประกอบจากร5ป) ให�น�อง ๆ เข�ยน waveform ของส�ญญาณท� load (ให�ออกมาวาดร5ปท� ไวท"บอร"ด)

# ได�กราฟร5ป full wave rectify (ผมช�วยด5ให�บนกระดาน)

15. จากร5ปเป7นหน�าจอของ Oscilloscope ถ�าเราปร�บ VOLTS/DIV = 1 และ TIME (s)/DIV = 0.2 ส�ญญาณในร5ปท� 8 ม�ค�าถ� ก� Hz

# 0.2 s/div, 4 div = 0.8 s = 1/0.8 Hz = 1.25 Hz

Page 13: (สคริปต์พิธีกร) คำถาม YECC 2009

16. ร5ปวงจร logic gate ต�อไปน�Fแทนวงจรอะไร (ให�อธ�บายการท�างาน)

# Full Adder

17. ร5ปอะไรคะ (ถ�าน�อง ๆ ตอบไม�ได�ก]ให�แนะน�าไปท�ละต�ว ต�วบนค.อ PMOS ส�วนต�วล�างค.อ NMOS ท�Fงค5�ท�าหน�าท� เหม.อนสว�ตช" กรณ�ของ PMOS ถ�าม�ไฟลบจ�ายท� gate จะท�าให�กระแสสามารถไหลระหว�าง Drain ก�บ Source ได� ส�วน NMOS ต�องจ�ายไฟบวก) ค�าถามค.อม�นท�างานในฟ�งก"ช�นของ logic gate ใด อธ�บาย

# Inverter ถ�าจ�าย 1 เข�าท� In ท�าให� NMOS on ท�าให� OUT = 0 ถ�าจ�าย 0 เข�าท� IN ท�าให� PMOS on ท�าให� OUT = 1

18. ถ�าว�ดแรงด�น Output จากร5ปได� 20 V น�อง ๆ ค�ดว�าเก�ดจากสาเหต,อะไร

# Zener diode พ�ง (ขาด)

Page 14: (สคริปต์พิธีกร) คำถาม YECC 2009

19. ให�น�องออกมาเข�ยน schematics ท� ไวท"บอร"ด

(ผมตรวจค�าตอบให�บนกระดาน)

20. ถ�าไม�ต�อ R 10k และ 470 น�อง ๆ ค�ดว�าจะเก�ดอะไรขyFนก�บวงจรน�Fบ�าง (ค�ดว�า 4511 ค.อต�วอะไร)

# 10k ถ�าไม� pull down จะไม�ทราบสถานะตอนเปXดสว�ตช" ส�วน 470 จ�าก�ดกระแสท� ผ�าน LED, 4511 ค.อ BCD to 7-segment

ค��ถ�มรวม 5 ข-อ12345