1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 5 Ω IR1 R3 = 2 Ω + − V1 6 V R2 4 Ω A R4 20 Ω B หากระแส IR1 ที่แหล่งจ่ายจ่ายออกมา ซึ่งไหลผ่าน R1
V1 = 6 V R1 = 5 Ω R2 = 4 Ω R3 = 2 Ω R4 = 20 Ω
IR1 = A
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 20 Ω IR1 R3 = 20 Ω R5 = 25 Ω + − V1 10 V R2 3 Ω A R4 12 Ω B R6 25 Ω หากระแส IR1 ที่แหล่งจ่ายจ่ายออกมา ซึ่งไหลผ่าน R1
V1 = 10 V R1 = 20 Ω R2 = 3 Ω R3 = 20 Ω R4 = 12 Ω R5 = 25 Ω R6 = 25 Ω
IR1 = A
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 20 Ω R3 = 5 Ω + − V1 10 V R2 2 Ω A R4 4 Ω B Is 4 A ใช้การวิเคราะห์โนดหากำลัง PIs ที่แหล่งกำเนิดกระแส Is จ่าย
V1 = 10 V Is = 4 A R1 = 20 Ω R2 = 2 Ω R3 = 5 Ω R4 = 4 Ω
PIs = W
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 3 Ω R3 = 4 Ω + − V1 10 V R2 15 Ω A R4 8 Ω B Is ? ปรับแหล่งกำเนิดกระแสจนแรงดันโนดที่ A เป็น VA = 9 V ใช้การวิเคราะห์โนดหากระแสของแหล่งกำเนิด Is (ทิศทางตามที่แสดง)
V1 = 10 V R1 = 3 Ω R2 = 15 Ω R3 = 4 Ω R4 = 8 Ω VA = 9 V
Is = A
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 15 Ω R2 = 4 Ω + − V1 12 V R3 20 Ω A + − V2 12 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแสเมช I2 (ตามเข็มนาฬิกา)
V1 = 12 V V2 = 12 V R1 = 15 Ω R2 = 4 Ω R3 = 20 Ω
I2 = A
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 10 Ω R2 = 2 Ω R3 = 5 Ω + − V1 18 V R4 30 Ω A R5 3 Ω B + − V2 5 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแสเมช I1 (ตามเข็มนาฬิกา)
V1 = 18 V V2 = 5 V R1 = 10 Ω R2 = 2 Ω R3 = 5 Ω R4 = 30 Ω R5 = 3 Ω
I1 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 12 Ω R3 = 3 Ω + − V1 15 V R2 8 Ω IR2 A R4 12 Ω B Is 2 A ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา กระแส IR2 ผ่าน R2 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 15 V Is = 2 A R1 = 12 Ω R2 = 8 Ω R3 = 3 Ω R4 = 12 Ω
IR2 = A
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 20 Ω R2 = 4 Ω R4 = 12 Ω + − V1 18 V R3 15 Ω IR3 A Is 5 A B + − V2 ? จงหาค่าของแหล่งกำเนิดแรงดัน V2 (ขั้วตามที่แสดง) ที่ทำให้กระแส IR3 ผ่าน R3 เท่ากับศูนย์
V1 = 18 V Is = 5 A R1 = 20 Ω R2 = 4 Ω R3 = 15 Ω R4 = 12 Ω
V2 = V
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 20 Ω R3 = 15 Ω + − V1 10 V R2 5 Ω A a b
หาแรงดันเทวินิน Vth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 10 V R1 = 20 Ω R2 = 5 Ω R3 = 15 Ω
Vth = V
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 8 Ω R3 = 25 Ω + − V1 6 V R2 10 Ω A Is 4 A B RL 10 Ω IL ต่อโหลด RL = 10 Ω คร่อม a–b ใช้วงจรสมมูลเทวินินเพื่อหากำลัง PL ที่จ่ายให้โหลด
V1 = 6 V Is = 4 A R1 = 8 Ω R2 = 10 Ω R3 = 25 Ω RL = 10 Ω
PL = W
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
ตัวเหนี่ยวนำมีกระแสคงที่ 1.5 A ที่ t = 0 สวิตช์ปิดวงจรผ่าน R และแหล่งกำเนิดถูกถอดออก กระแสตัวเหนี่ยวนำจึงลดลงผ่าน R หากระแส i ที่ t = 1 ms
i(0) = 1.5 A R = 50 Ω L = 33 mH t = 1 ms
i = A
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 9 V t = 0 R = 2.2 kΩ C 68 µF + − vC vC (0) = 20 V
ก่อนสวิตช์ปิดที่ t = 0 ตัวเก็บประจุเก็บแรงดัน 20 V ตามขั้วที่แสดง ใช้เวลานานเท่าใดให้ vC ถึง 11.2 V หา t
Vs = 9 V R = 2.2 kΩ C = 68 µF vC (0) = 20 V
t = ms
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
120 V 200 Hz R = 15 Ω C = 100 µF I ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุต่อขนานกันคร่อมแหล่งจ่าย 120 V (rms) 200 Hz หามุมเฟส φ ของอิมพีแดนซ์ ในหน่วยองศา (เป็นบวกเมื่อกระแสล้าหลังแรงดัน)
V = 120 V (rms) f = 200 Hz R = 15 Ω C = 100 µF
φ = °
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
V f R = 50 Ω L = 100 mH C = 1 µF วงจร RLC อนุกรมมี R = 50 Ω, L = 100 mH และ C = 1 µF จงหาตัวประกอบคุณภาพ Q ที่เรโซแนนซ์
R = 50 Ω L = 100 mH C = 1 µF
Q =
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
โหลดเชิงเหนี่ยวนำดึง 2 A และ 408 W จากแหล่งจ่ายเฟสเดียว 240 V (rms) จงจำลองเป็นความต้านทาน R อนุกรมกับรีแอกแตนซ์ X จงหา R
V = 240 V I = 2 A P = 408 W
R = Ω
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 200 kVA จ่ายให้โหลด 86 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.65 แบบตามหลัง จะเพิ่มกำลังจริง ΔP ได้อีกเท่าใดในรูปโหลดตัวต้านทาน (ตัวประกอบกำลังเท่ากับหนึ่ง) ก่อนที่หม้อแปลงจะถึงพิกัด kVA
Smax = 200 kVA P1 = 86 kW pf1 = 0.65
ΔP = kW
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 208 V IL = 25 A cos φ = 0.8 ล้าหลัง โหลดสามเฟสสมดุลดึงกระแสสาย 25 A จากแหล่งจ่ายที่มีแรงดันสาย–สาย 208 V ตัวประกอบกำลังคือ 0.8 ล้าหลัง หากำลังจริงรวม P ที่โหลดใช้ใน kW
VL = 208 V IL = 25 A cos φ = 0.8
P = kW
18. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ยาก
P = 100 kW φ1 S1 Q2 QC
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 100 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.78 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 400 V (สาย–สาย) 50 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.95 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม ตัวเก็บประจุต่อแบบ Δ หาความจุ Cph ของตัวเก็บประจุแต่ละตัวใน µF
P = 100 kW pf1 = 0.78 pf2 = 0.95 VL = 400 V f = 50 Hz
Cph = µF
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
7200 V 240 V IHV = ? ILV 250 kVA หม้อแปลงเฟสเดียว 250 kVA 7200/240 V ทำงานที่โหลดพิกัด ถือว่าเป็นอุดมคติ หากระแส IHV ในขดลวดแรงดันสูง
S = 250 kVA V1 = 7200 V V2 = 240 V
IHV = A
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 250 kVA มีการสูญเสียในแกน 750 W ที่โหลดพิกัดและตัวประกอบกำลัง 0.9 ล้าหลัง ประสิทธิภาพคือ 99% หาการสูญเสียในทองแดงที่โหลดเต็ม Pcu,fl เป็นวัตต์
S = 250 kVA Pcore = 750 W pf = 0.9 η = 99%
Pcu,fl = W
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = 2 kΩ R1 = 1 kΩ Vin = −1 V ออปแอมป์เป็นแบบอุดมคติและใช้แหล่งจ่าย ±15 V หาแรงดันเอาต์พุต Vout
Vin = −1 V R1 = 1 kΩ Rf = 2 kΩ
Vout = V
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
− + Vout R2 = 1 kΩ V1 = 0.8 V R1 = 1 kΩ V2 = −1.7 V R3 = 2 kΩ R4 = 100 kΩ ออปแอมป์เป็นแบบอุดมคติและใช้แหล่งจ่าย ±15 V อัตราส่วนของตัวต้านทานไม่ตรงกัน จงหาแรงดันเอาต์พุต Vout
V1 = 0.8 V V2 = −1.7 V R1 = 1 kΩ R2 = 1 kΩ R3 = 2 kΩ R4 = 100 kΩ
Vout = V
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
+ − 9 V 270 Ω 5.1 V 3300 Ω IZ = ? ตัวควบคุมซีเนอร์ 5.1 V ได้รับแรงดันจาก 9 V ผ่าน 270 Ω และจ่ายให้โหลด 3300 Ω จงหากระแสซีเนอร์ IZ
Vin = 9 V VZ = 5.1 V R = 270 Ω RL = 3300 Ω
IZ = mA
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
RC = 1 kΩ β = 100 VCC = 5 V 5 V RB = ? ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 100 สวิตช์ตัวต้านทานโหลด 1 kΩ ที่ต่อระหว่าง VCC = 5 V กับคอลเลกเตอร์ อีมิตเตอร์ต่อกราวด์ เบสถูกขับจากเอาต์พุตลอจิก 5 V ผ่านตัวต้านทานเบส RB ให้ VBE = 0.7 V และ VCE(sat) = 0.2 V เพื่อให้สวิตช์ทำงานได้เชื่อถือได้ ให้ออกแบบกระแสเบสเป็น 2 เท่าของค่าต่ำสุดที่ต้องใช้เพื่อให้อิ่มตัว หา RB ใน kΩ
VCC = 5 V RC = 1 kΩ β = 100 Vin = 5 V VBE = 0.7 V VCE(sat) = 0.2 V การขับเกิน = 2
RB = kΩ
25. ระบบเลข ปานกลาง
two's complement 8 บิต 0 −128 0 64 0 32 0 16 0 8 0 4 0 2 0 1
ตั้งบิตให้เก็บ −15 ใน two's complement 8 บิต อ่านเป็นจำนวนไม่มีเครื่องหมาย ค่าของรูปแบบ U เป็นเท่าใด
N = −15 8 bit
U =
26. ระบบเลข ยาก
32 บิต two's complement, N = ? ? เครื่องหมาย ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
จำนวนเต็มที่ติดลบมากที่สุด N ที่เก็บได้ใน two's complement 32 บิตคือเท่าใด
32 bit
N =
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
AB CD 00 01 11 10 00 01 11 10 1 0 1 1 0 3 0 2 0 4 1 5 1 7 0 6 0 12 0 13 1 15 0 14 1 8 1 9 1 11 0 10
ใช้แผนที่คาร์โนห์หารูปผลคูณของผลบวก (POS) ที่น้อยที่สุดของ F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 5, 7, 8, 9, 11, 15) มีกี่พจน์ผลบวก (ตัวประกอบ) N
F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 5, 7, 8, 9, 11, 15)
N =
28. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ยาก
T Q0 Q0 T Q1 Q1 T Q2 Q2 T Q3 Q3 T Q4 Q4 CLK ตัวนับริปเปิล (อะซิงโครนัส) 5 บิตสร้างจากฟลิปฟล็อปที่มีความหน่วงการแพร่กระจายตัวละ 12 ns เอาต์พุตทั้งหมดต้องนิ่งก่อนขอบสัญญาณนาฬิกาถัดไป จงหาความถี่นาฬิกาสูงสุด fmax
n = 5 tpd = 12 ns
fmax = MHz
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
t (s) f(t) t = 0.5 f(0.5) = ? จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (2s + 40)/(s² + 6s + 9) และหาค่า f(0.5)
F(s) = (2s + 40)/(s² + 6s + 9) t = 0.5 s
f(0.5) =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.2 y(0.2) = ? จงแก้ y″ + 11y′ + 30y = 0 โดย y(0) = −4 และ y′(0) = 10 ด้วยการแปลงลาปลาซ และหา y(0.2)
y″ + 11y′ + 30y = 0 y(0) = −4 y′(0) = 10 t = 0.2 s
y(0.2) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 5(s + 7) (s + 5)(s + 6) G(s) C(s) − วงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 5(s + 7)/((s + 5)(s + 6)) ป้อนฟังก์ชันขั้นขนาด 1 ที่สัญญาณอ้างอิง จงหาค่าผิดพลาดสถานะคงตัว ess
G(s) = 5(s + 7)/((s + 5)(s + 6)) R = 1
ess =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 4 s + 4 G₁ + 7 s + 7 G₂ C(s) 1 H₁ − 0.5 H₂ − ลดรูปแผนภาพบล็อกที่มี G₁ = 4/(s + 4), G₂ = 7/(s + 7) การป้อนกลับลบภายใน H₁ = 1 รอบ G₂ และการป้อนกลับลบภายนอก H₂ = 0.5 จงหาอัตราขยาย DC T(0) ของ C(s)/R(s)
G₁ = 4/(s + 4) G₂ = 7/(s + 7) H₁ = 1 H₂ = 0.5
T(0) =
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 27/(s² + 2s + 27) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย โพลคือ s = σ ± jωd จงหาส่วนจริง σ
G(s) = 27/(s² + 2s + 27)
σ =
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
R(s) + 280 s(s + 20) G(s) C(s) − ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 280/(s(s + 20)) จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดของลูปปิด โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 280/(s(s + 20))
ts = s
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin C = 100 nF R = 2.2 kΩ vout
ตัวกรองความถี่สูงผ่าน RCที่แสดงมีR = 2.2 kΩ, C = 100 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 140 Hz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 2.2 kΩ C = 100 nF f = 140 Hz
φ = °
36. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ยาก
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 −80 −60 −40 −20 0 20 40 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −270 −180 −90 0 ω180 วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 298/(s(s + 5)(s + 7)) จงหาขอบอัตราขยาย GM ใน dB
L(s) = 298/(s(s + 5)(s + 7))
GM = dB
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K 1 s(s + 3)(s + 4) C(s) − วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4)) จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4))
Kmax =
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
Re Im −0.5 −1 −1.5 −2 −2.5 −3 −3.5 −4 −4.5 −5 0.5 j0.5 j1 −0.5 สำหรับวง L(s) = K/(s(s + 2)(s + 4)) จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้โพลวงปิดอยู่ที่ s = −0.5
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 4)) s = −0.5
K =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 1 + 5t + 5(s + 3) s(s + 1)(s + 10) C(s) − อินพุต r(t) = 1 + 5t (ขั้นบวกแรมป์) ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 5(s + 3)/(s(s + 1)(s + 10)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 5(s + 3)/(s(s + 1)(s + 10)) r(t) = 1 + 5t
ess =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K = 5 ขับโรงงาน G(s) = 5/(s(s + 5)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 5/(s(s + 5)) K = 5
%OS = %