Elektrotechnisch ingenieur sollicitatievragen en antwoorden: 24 vragen over circuits, vermogen en ontwerp

Elektrotechnische sollicitatiegesprekken combineren fundamentals (schakelingen, signalen, vermogen), ontwerpinzicht (waarom dit onderdeel, wat kan er misgaan) en veiligheid. Voor startersfuncties kun je tekstboekvragen en een paar berekeningen op een whiteboard verwachten. Voor ervaren rollen kun je een design review verwachten van iets dat je hebt gebouwd en vragen over debugging, testen en normen.

Hieronder staan 24 vragen met antwoorden. Specifieke vakgebieden (vermogen, embedded, RF, regeltechniek) gaan dieper in op hun eigen onderwerpen, dus lees de vacaturetekst en richt je daarop.

Basisprincipes van schakelingen

1. Geef de wet van Ohm en de wetten van Kirchhoff.

De wet van Ohm: V = I x R. De stroomwet van Kirchhoff: de stromen die een knooppunt binnenkomen tellen op tot nul. De spanningswet van Kirchhoff: de spanningen rond elke gesloten lus tellen op tot nul. De meeste circuitanalyse komt hieruit voort.

2. Wat is de vervangingsweerstand van twee weerstanden in serie en parallel?

Serie: R1 + R2. Parallel: (R1 x R2) / (R1 + R2). Voorbeeld: 100 ohm en 100 ohm parallel geven 50 ohm.

3. Wat is een spanningsdeler, en wat is het addertje onder het gras?

Twee weerstanden in serie over een bron geven een uitgang van Vout = Vin x R2 / (R1 + R2). Het addertje is belasting: een belasting die op de uitgang wordt aangesloten verandert de delerverhouding, dus de belastingsweerstand moet veel groter zijn dan R2, of je moet de uitgang bufferen.

4. Wat is het verschil tussen AC en DC, en wat zijn RMS-waarden?

DC heeft een constante richting. AC wisselt. De RMS-waarde van een sinusgolf is de piek gedeeld door de wortel van twee, en is gelijk aan de DC-waarde die hetzelfde vermogen in een weerstand zou leveren. Netspanning van 230 V RMS heeft een piek van ongeveer 325 V.

5. Wat gebeurt er met een condensator en een spoel in een DC- en een AC-schakeling?

In steady-state DC gedraagt een condensator zich als een open circuit en een spoel als een kortsluiting. In AC is de impedantie van een condensator 1 / (2 pi f C), die daalt met de frequentie, en de impedantie van een spoel is 2 pi f L, die stijgt met de frequentie.

6. Wat is een tijdconstante?

Voor een RC-schakeling is dat R x C: de tijd waarin de condensatorspanning bij het opladen ongeveer 63 procent van zijn eindwaarde bereikt. Na ongeveer vijf tijdconstanten zit hij dicht bij zijn eindwaarde. Voor een RL-schakeling is het L / R.

7. Wat is een laagdoorlaatfilter, en wat is de kantelfrequentie?

Het laat lage frequenties door en verzwakt hoge. Een eerste-orde RC-filter heeft een kantelfrequentie (het -3 dB-punt) bij f = 1 / (2 pi R C). Voor R = 1,6 kilohm en C = 100 nF is dat ongeveer 1 kHz.

Analoog en halfgeleiders

8. Hoe werkt een op-amp, en wat zijn de gulden regels voor een ideale op-amp met negatieve terugkoppeling?

Een op-amp versterkt het verschil tussen zijn ingangen met een zeer hoge versterking. Met negatieve terugkoppeling staan de twee ingangen op vrijwel dezelfde spanning, en er loopt geen stroom naar de ingangen. Voor een inverterende versterker is de versterking -Rf / Rin. Voor een niet-inverterende versterker is de versterking 1 + Rf / Rg.

9. Wat is het verschil tussen een BJT en een MOSFET?

Een BJT is stroomgestuurd: een basisstroom stuurt een grotere collectorstroom. Een MOSFET is spanningsgestuurd: de gate-spanning stuurt het kanaal, en de gate trekt vrijwel geen DC-stroom. MOSFET's domineren in schakel- en digitale schakelingen, en BJT's worden nog steeds gebruikt in sommige analoge en hoogversterkings-toepassingen.

10. Wat doet een diode, en waarvoor wordt een Zener-diode gebruikt?

Een diode geleidt in één richting, met ongeveer 0,6 tot 0,7 V spanningsval in doorlaatrichting voor silicium. Een Zener-diode is ontworpen om in sperrichting te geleiden bij een ingestelde spanning, dus wordt hij gebruikt voor eenvoudige spanningsreferentie en clamping.

11. Waarom gebruiken we pull-up weerstanden?

Om een logicapeil te definiëren wanneer niets een lijn aanstuurt, bijvoorbeeld op een open-drain uitgang of een knopingang, zodat de ingang niet zweeft. Een typische waarde ligt in het bereik van 4,7 tot 10 kilohm, afhankelijk van snelheid en vermogen.

12. Wat is het doel van een ontkoppelcondensator?

Hij zit dicht bij de voedingspin van een IC en levert korte stroomstoten, waardoor de voedingsspanning stabiel blijft en ruis afneemt. Een typische keuze is 100 nF keramisch bij elke pin, plus grotere bulkcondensatoren in de buurt.

Vermogen

13. Wat is het verschil tussen werkelijk, reactief en schijnbaar vermogen? Wat is arbeidsfactor?

Werkelijk vermogen (watt) verricht nuttig werk. Reactief vermogen (var) gaat heen en weer met spoelen en condensatoren. Schijnbaar vermogen (volt-ampère) is de vectorsom. De arbeidsfactor is het werkelijke vermogen gedeeld door het schijnbare vermogen. Een lage arbeidsfactor betekent meer stroom voor hetzelfde werkelijke vermogen, wat de verliezen verhoogt en grotere apparatuur vereist.

14. Waarom wordt driefasige stroom gebruikt?

Het levert constant vermogen met een soepeler koppel in motoren, gebruikt minder geleidermateriaal voor hetzelfde vermogen dan eenfasig, en is efficiënter voor grote belastingen. In een gebalanceerd driefasig systeem is de lijnspanning de vierkantswortel van drie keer de fasespanning.

15. Hoe werkt een transformator, en wat zijn de verliezen?

Twee spoelen op een kern delen een magnetisch veld, zodat een wisselspanning op de ene een spanning op de andere opwekt in verhouding tot de wikkelverhouding. Verliezen omvatten koperverliezen in de wikkelingen en kernverliezen door hysteresis en wervelstromen. Met gelijkstroom werkt het niet.

16. Wat is het verschil tussen een lineaire regelaar en een schakelregelaar?

Een lineaire regelaar zet overtollige spanning om in warmte, dus het rendement is laag wanneer het verschil groot is, maar hij is eenvoudig en stil. Een schakelregelaar schakelt de ingang snel aan en uit met een spoel en condensator, dus hij is efficiënter maar ruisiger en complexer.

17. Hoe bepaal je de maat van een zekering of een geleider?

Kijk naar de normale en maximale stroom, de omgevingstemperatuur en de relevante code of norm. Een zekering moet de draad beschermen, niet alleen de belasting, dus de waarde moet lager zijn dan de veilige stroom van de draad. Volg de plaatselijke elektrische code.

Digitaal, embedded en signalen

18. Wat zijn setup- en holdtijden?

Setup time is hoe lang data stabiel moet zijn vóór de klokflank. Hold time is hoe lang die stabiel moet blijven daarna. Overtreding kan metastabiliteit veroorzaken, waarbij de uitgang onvoorspelbaar is.

19. Wat is het Nyquist-theorema?

Om een signaal zonder aliasing te reconstrueren, moet de bemonsteringsfrequentie meer dan twee keer de hoogste frequentie in het signaal zijn. Voeg in de praktijk een anti-aliasingfilter toe vóór de ADC.

20. Wat zijn veelvoorkomende seriële interfaces en hoe verschillen ze?

Ontwerp, debuggen en veiligheid

21. Een circuit werkt op de bank maar faalt in het veld. Wat controleer je?

Temperatuurbereik, spanningsvariaties, ruis en EMI, aarding, betrouwbaarheid van connectoren, componenttolerantie en ESD-gebeurtenissen. Ik zou de fout reproduceren, meten met een oscilloscoop en één ding tegelijk veranderen.

22. Hoe debug je een bord dat niet opstart?

Controleer de voeding en de ingangsverbinding, zoek naar een kortsluiting met een multimeter, controleer op warmte met een warmtecamera of door aanraking met beperkt vermogen, verifieer de uitgangen van de regelaar en de resetlijn, en inspecteer soldeerverbindingen. Gebruik een stroombegrensde labovoeding zodat een kortsluiting geen schade veroorzaakt.

23. Welke veiligheidsprocedures volg je?

Lockout/tagout voordat je aan apparatuur werkt, verifieer nul energie met een meter, draag de juiste PBM's, gebruik geïsoleerd gereedschap, volg arc flash-grenzen en bedrijfsprocedures, en werk nooit onder spanning tenzij het is toegestaan en gepland. Veiligheid gaat vóór planning.

24. Vertel me over een ontwerp waar je trots op bent.

"Ik ontwierp een batterijmonitorbord voor een draagbaar instrument. De eis was een jaar stand-by op een knoopcel. Ik koos een regelaar met lage lekstroom en slaapmodi, mat 8 microampère in stand-by en testte over het temperatuurbereik. Het eerste prototype had een lekpad van een pull-up, dat ik vond met een stroomprobe en in de volgende revisie oploste."

Kies je eigen project met de eis, je keuzes, een probleem en het resultaat.

Berekeningen voor het whiteboard om te oefenen

Hoe je je voorbereidt

Neem de basis opnieuw door met potlood en papier, en zorg dat je elk antwoord in eenvoudige woorden kunt uitleggen. Bereid een ontwerpdoorloop van één project voor, inclusief de mislukkingen. Bekijk de normen die van toepassing zijn op de functie, zoals IEC, IEEE of NEC. Voor de gedragsmatige onderdelen kun je onze probleemoplossende vragen, situationele vragen en gids voor technisch programmamanager bekijken voor projecten over teams heen.

Oefen hardop uitleggen en lees het transcript terug op stappen die je hebt overgeslagen. Volg de regels van de werkgever over AI-tools in elk live interview.