1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 15 Ω R3 = 3 Ω + − V1 30 V R2 12 Ω A R4 10 Ω B
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 30 V R1 = 15 Ω R2 = 12 Ω R3 = 3 Ω R4 = 10 Ω
Req = Ω
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 2 Ω R3 = 8 Ω R5 = 6 Ω + − V1 30 V R2 20 Ω IR2 A R4 15 Ω B R6 15 Ω หากระแส IR2 ผ่าน R2
V1 = 30 V R1 = 2 Ω R2 = 20 Ω R3 = 8 Ω R4 = 15 Ω R5 = 6 Ω R6 = 15 Ω
IR2 = A
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 12 Ω R3 = 5 Ω + − V1 12 V R2 20 Ω A R4 3 Ω B Is 1.5 A ใช้การวิเคราะห์โนดหากำลัง PIs ที่แหล่งกำเนิดกระแส Is จ่าย
V1 = 12 V Is = 1.5 A R1 = 12 Ω R2 = 20 Ω R3 = 5 Ω R4 = 3 Ω
PIs = W
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 15 Ω R3 = 20 Ω + − V1 30 V R2 2 Ω A R4 4 Ω B 0.05·VA สัญลักษณ์รูปสี่เหลี่ยมข้าวหลามตัดคือแหล่งกำเนิดกระแสควบคุมด้วยแรงดันที่ดันกระแส 0.05·VA (ในหน่วย A โดย VA ในหน่วย V) ขึ้นเข้าโนด B ใช้การวิเคราะห์โนดหา แรงดันที่โหนด VA (วัดเทียบกับกราวด์)
V1 = 30 V R1 = 15 Ω R2 = 2 Ω R3 = 20 Ω R4 = 4 Ω g = 0.05 A/V
VA = V
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 2 Ω IR1 R2 = 15 Ω + − V1 6 V R3 12 Ω A + − V2 9 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR1 ผ่าน R1 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 6 V V2 = 9 V R1 = 2 Ω R2 = 15 Ω R3 = 12 Ω
IR1 = A
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 6 Ω R2 = 6 Ω R3 = 8 Ω + − VR3 + − V1 15 V R4 6 Ω A R5 6 Ω B + − V2 6 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา แรงดัน VR3 ที่ตกคร่อม R3 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 15 V V2 = 6 V R1 = 6 Ω R2 = 6 Ω R3 = 8 Ω R4 = 6 Ω R5 = 6 Ω
VR3 = V
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 12 Ω R3 = 15 Ω + − V1 30 V R2 3 Ω IR2 A R4 2 Ω B Is 4 A ใช้หลักการซ้อนทับหากำลังไฟฟ้า PR2 ที่ R2 ดูดกลืน
V1 = 30 V Is = 4 A R1 = 12 Ω R2 = 3 Ω R3 = 15 Ω R4 = 2 Ω
PR2 = W
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 4 Ω R2 = 2 Ω R4 = 6 Ω + − V1 36 V R3 12 Ω IR3 A Is 0.5 A B − + V2 9 V ใช้หลักการซ้อนทับหากำลังไฟฟ้า PR3 ที่ R3 ดูดกลืน
V1 = 36 V Is = 0.5 A V2 = 9 V R1 = 4 Ω R2 = 2 Ω R3 = 12 Ω R4 = 6 Ω
PR3 = W
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 20 Ω R3 = 8 Ω + − V1 30 V R2 6 Ω A a b
หาความต้านทานเทวินิน Rth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 30 V R1 = 20 Ω R2 = 6 Ω R3 = 8 Ω
Rth = Ω
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 20 Ω R3 = 25 Ω + − V1 18 V R2 25 Ω A Is 1 A B a b หาแรงดันเทวินิน Vth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 18 V Is = 1 A R1 = 20 Ω R2 = 25 Ω R3 = 25 Ω
Vth = V
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
+ − Vs 24 V t = 0 R = 50 Ω L 100 mH i(t) ตัวเหนี่ยวนำไม่มีกระแสก่อนที่สวิตช์จะปิดที่ t = 0 หากระแส i ที่ t = 5 ms
Vs = 24 V R = 50 Ω L = 100 mH t = 5 ms
i = A
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 12 V t = 0 R = 4.7 kΩ C 10 µF + − vC vC (0) = 6 V
ก่อนสวิตช์ปิดที่ t = 0 ตัวเก็บประจุเก็บแรงดัน 6 V ตามขั้วที่แสดง ใช้เวลานานเท่าใดให้ vC ถึง 10.8 V หา t
Vs = 12 V R = 4.7 kΩ C = 10 µF vC (0) = 6 V
t = ms
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
50 V 200 Hz R = 100 Ω L = 20 mH I ตัวต้านทานและตัวเหนี่ยวนำต่อขนานกันคร่อมแหล่งจ่าย 50 V (rms) 200 Hz หาขนาดของอิมพีแดนซ์ |Z|
V = 50 V (rms) f = 200 Hz R = 100 Ω L = 20 mH
|Z| = Ω
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
12 V 100 Hz R = 50 Ω L = 250 mH C = 22 µF วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 12 V (rms) 100 Hz หาความถี่เรโซแนนซ์ f0 ของวงจร
V = 12 V (rms) f = 100 Hz R = 50 Ω L = 250 mH C = 22 µF
f0 = Hz
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
มอเตอร์เฟสเดียวใช้กำลัง 33 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.85 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 240 V หากระแสในสาย I
P = 33 kW pf = 0.85 V = 240 V
I = A
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 75 kVA จ่ายให้โหลด 27 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.7 แบบตามหลัง จะเพิ่มกำลังจริง ΔP ได้อีกเท่าใดในรูปโหลดตัวต้านทาน (ตัวประกอบกำลังเท่ากับหนึ่ง) ก่อนที่หม้อแปลงจะถึงพิกัด kVA
Smax = 75 kVA P1 = 27 kW pf1 = 0.7
ΔP = kW
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 400 V IL = 20 A cos φ = 0.8 ล้าหลัง โหลดสามเฟสสมดุลดึงกระแสสาย 20 A จากแหล่งจ่ายที่มีแรงดันสาย–สาย 400 V ตัวประกอบกำลังคือ 0.8 ล้าหลัง หากำลังจริงรวม P ที่โหลดใช้ใน kW
VL = 400 V IL = 20 A cos φ = 0.8
P = kW
18. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ยาก
P = 80 kW φ1 S1 Q2 QC = ?
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 80 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.75 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 400 V (สาย–สาย) 60 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.95 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม หากำลังรีแอกทีฟรวม QC ที่ชุดตัวเก็บประจุต้องจ่าย ใน kvar
P = 80 kW pf1 = 0.75 pf2 = 0.95 VL = 400 V f = 60 Hz
QC = kvar
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
RL = 20 Ω 20 1 2400 V V2 I1 = ? I2 หม้อแปลงอุดมคติที่มีอัตราส่วนจำนวนรอบ N₁:N₂ = 20:1 ป้อน 2400 V ที่ขดลวดปฐมภูมิ ต่อตัวต้านทาน 20 Ω คร่อมขดลวดทุติยภูมิ หากระแสปฐมภูมิ I1
N1 :N2 = 20:1 V1 = 2400 V RL = 20 Ω
I1 = A
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 50 kVA มีการสูญเสียในแกน 300 W และการสูญเสียในทองแดง 900 W ที่โหลดพิกัด จ่ายโหลด 50% ของ kVA พิกัด ที่ตัวประกอบกำลัง 0.95 ล้าหลัง หาการสูญเสียรวม Ploss เป็นวัตต์ที่โหลดนี้
S = 50 kVA Pcore = 300 W Pcu,fl = 900 W x = 0.5 pf = 0.95
Ploss = W
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = 22 kΩ R1 = 22 kΩ Vin = −3 V Ra = 22 kΩ Rb = 2 kΩ ออปแอมป์เป็นแบบอุดมคติและใช้แหล่งจ่าย ±15 V หาแรงดันเอาต์พุต Vout
Vin = −3 V Ra = 22 kΩ Rb = 2 kΩ R1 = 22 kΩ Rf = 22 kΩ
Vout = V
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
− + Vout Rf = 2 kΩ V1 = −0.3 V R1 = 1 kΩ V2 = 0.5 V R2 = 4.7 kΩ เครื่องขยายแบบรวมสัญญาณใช้ออปแอมป์อุดมคติที่มีแหล่งจ่าย ±15 V หาแรงดันเอาต์พุต Vout
V1 = −0.3 V V2 = 0.5 V R1 = 1 kΩ R2 = 4.7 kΩ Rf = 2 kΩ
Vout = V
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
RC = 1.5 kΩ β = 80 IC = ? RE = 2.2 kΩ VCC = 18 V R1 = 82 kΩ R2 = 22 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 80 มีไบแอสแบบตัวแบ่งแรงดันจาก VCC = 18 V: R₁ = 82 kΩ จาก VCC ไปยังเบส และ R₂ = 22 kΩ จากเบสไปกราวด์ ตัวต้านทานคอลเลกเตอร์คือ RC = 1.5 kΩ และตัวต้านทานอีมิตเตอร์คือ RE = 2.2 kΩ ให้ VBE = 0.7 V และใช้วงจรสมมูลเทวินินของตัวแบ่ง (อย่าละเลยกระแสเบส) หากระแสคอลเลกเตอร์ IC ใน mA
VCC = 18 V R1 = 82 kΩ R2 = 22 kΩ RC = 1.5 kΩ RE = 2.2 kΩ β = 80
IC = mA
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
RC = 470 Ω β = 80 VCC = 9 V 3.3 V RB = ? ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 80 สวิตช์ตัวต้านทานโหลด 470 Ω ที่ต่อระหว่าง VCC = 9 V กับคอลเลกเตอร์ อีมิตเตอร์ต่อกราวด์ เบสถูกขับจากเอาต์พุตลอจิก 3.3 V ผ่านตัวต้านทานเบส RB ให้ VBE = 0.7 V และ VCE(sat) = 0.2 V เพื่อให้สวิตช์ทำงานได้เชื่อถือได้ ให้ออกแบบกระแสเบสเป็น 3 เท่าของค่าต่ำสุดที่ต้องใช้เพื่อให้อิ่มตัว หา RB ใน kΩ
VCC = 9 V RC = 470 Ω β = 80 Vin = 3.3 V VBE = 0.7 V VCE(sat) = 0.2 V การขับเกิน = 3
RB = kΩ
25. ระบบเลข ปานกลาง
two's complement 8 บิต ? −128 ? 64 ? 32 ? 16 ? 8 ? 4 ? 2 ? 1
เขียน −90 เป็นรูปแบบ two's complement 8 บิต อ่านรูปแบบนั้นเป็นเลขฐานสองแบบไม่มีเครื่องหมาย ค่าของมัน U ในเลขฐานสิบคือเท่าใด
N = −90 8 bit
U =
26. ระบบเลข ยาก
คลิกบิตเพื่อตั้งค่า 0 128 0 64 0 32 0 16 0 8 0 4 0 2 0 1
ตั้งบิตให้เป็นผลลัพธ์ 8 บิตของ 0111 1011 AND 0110 1110 ค่าของผลลัพธ์ R เป็นเท่าใดในเลขฐานสิบ
0111 1011 AND 0110 1110
R =
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
AB CD 00 01 11 10 00 01 11 10 0 0 0 1 0 3 1 2 0 4 1 5 0 7 1 6 0 12 0 13 1 15 0 14 0 8 1 9 0 11 0 10
ใช้แผนที่คาร์โนห์หารูปผลคูณของผลบวก (POS) ที่น้อยที่สุดของ F(A, B, C, D) = Σm(2, 5, 6, 9, 15) มีกี่พจน์ผลบวก (ตัวประกอบ) N
F(A, B, C, D) = Σm(2, 5, 6, 9, 15)
N =
28. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ยาก
T Q0 Q0 T Q1 Q1 T Q2 Q2 T Q3 Q3 CLK UP ตัวนับขึ้นฐานสอง 4 บิต เริ่มที่ 15 (ฐานสิบ, Q = 1111) หลังพัลส์นาฬิกา 27 พัลส์ จะแสดงค่านับ Q (เป็นเลขฐานสิบ) เท่าใด
Q0 = 15 27 n = 4
Q =
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
F(s) = (5s + 2)/(s² + 15s + 56) การแปลงผกผันของมันมีรูป f(t) = A·e−7t + B·e−8t จงหาสัมประสิทธิ์ A ด้วยเศษส่วนย่อย
F(s) = (5s + 2)/(s² + 15s + 56)
A =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.25 y(0.25) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 7y′ + 6y = 18·u(t) เริ่มจากหยุดนิ่ง (y(0) = 0, y′(0) = 0) และอินพุตเป็นฟังก์ชันขั้น u(t) = 2 สำหรับ t ≥ 0 จงใช้การแปลงลาปลาซหาเอาต์พุต y(0.25)
y″ + 7y′ + 6y = 18·u(t) u(t) = 2 y(0) = 0, y′(0) = 0 t = 0.25 s
y(0.25) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + K (s + 4)(s + 10) G(s) C(s) − พืช G(s) = K/((s + 4)(s + 10)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีการหน่วงวิกฤต (โพลจริงเท่ากันสองตัว)
G(s) = K/((s + 4)(s + 10)) ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
K =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 19 s + 2 G₁ + 9 s + 8 G₂ C(s) 2 H₁ − 0.2 H₂ − ลดรูปแผนภาพบล็อกที่มี G₁ = 19/(s + 2), G₂ = 9/(s + 8) การป้อนกลับลบภายใน H₁ = 2 รอบ G₂ และการป้อนกลับลบภายนอก H₂ = 0.2 จงหาอัตราขยาย DC T(0) ของ C(s)/R(s)
G₁ = 19/(s + 2) G₂ = 9/(s + 8) H₁ = 2 H₂ = 0.2
T(0) =
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 21/(s² + 4s + 21) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 21/(s² + 4s + 21)
ts = s
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/(s(s + 2)) จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดพุ่งเกิน 30 %
G(s) = K/(s(s + 2)) %OS = 30 %
K =
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin R = 2.2 kΩ C = 100 nF vout
ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน RCที่แสดงมีR = 2.2 kΩ, C = 100 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 2.9 kHz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 2.2 kΩ C = 100 nF f = 2.9 kHz
φ = °
36. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ยาก
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 −40 −20 0 20 40 60 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −180 −135 −90 −45 0 ωc = ? วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 140/(s(s + 10)) จงหาความถี่จุดตัดอัตราขยาย ωc ที่ |L(jω)| = 1
L(s) = 140/(s(s + 10))
ωc = rad/s
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K 1 s(s + 4)(s + 8) C(s) − วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 4)(s + 8)) อัตราขยายถูกเพิ่มจนวงปิดอยู่ที่ขอบของเสถียรภาพ จงหาความถี่ ω ของการสั่นที่คงอยู่
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 8))
ω = rad/s
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
Re Im −1 −2 −3 −4 −5 −6 −7 −8 1 j1 j2 sb root locus ของ L(s) = K/((s + 3)(s + 7)) แสดงไว้ จงหาอัตราขยาย K ที่จุดแยกออก sb ซึ่งโพลวงปิดสองตัวพบกันบนแกนจริง
L(s) = K/((s + 3)(s + 7))
K =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 1·t²/2 + 4(s + 3) s²(s + 4) C(s) − อินพุตพาราโบลา r(t) = 1·t²/2 ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 4(s + 3)/(s²(s + 4)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 4(s + 3)/(s²(s + 4)) r(t) = 1·t²/2
ess =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
r(t) = 2t + 1 + 2/s 2 (s + 1)(s + 4) C(s) − ตัวควบคุม PI C(s) = 1 + 2/s ขับโรงงาน G(s) = 2/((s + 1)(s + 4)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess สำหรับอินพุตแรมป์ r(t) = 2t
C(s) = 1 + 2/s G(s) = 2/((s + 1)(s + 4)) r(t) = 2t
ess =