1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 6 Ω R3 = 4 Ω + − V1 6 V R2 12 Ω A R4 4 Ω B
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 6 V R1 = 6 Ω R2 = 12 Ω R3 = 4 Ω R4 = 4 Ω
Req = Ω
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 10 Ω R3 = 3 Ω R5 = 2 Ω + − V1 10 V R2 2 Ω A R4 20 Ω B R6 12 Ω
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 10 V R1 = 10 Ω R2 = 2 Ω R3 = 3 Ω R4 = 20 Ω R5 = 2 Ω R6 = 12 Ω
Req = Ω
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 20 Ω R3 = 4 Ω + − V1 18 V R2 15 Ω A R4 8 Ω B Is 2 A ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา แรงดันที่โหนด VA (วัดเทียบกับกราวด์)
V1 = 18 V Is = 2 A R1 = 20 Ω R2 = 15 Ω R3 = 4 Ω R4 = 8 Ω
VA = V
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 25 Ω R2 = 8 Ω R4 = 8 Ω + − V1 9 V R3 4 Ω A R5 12 Ω B Is 5 A + − V2 6 V ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา แรงดันที่โหนด VA (วัดเทียบกับกราวด์)
V1 = 9 V Is = 5 A V2 = 6 V R1 = 25 Ω R2 = 8 Ω R3 = 4 Ω R4 = 8 Ω R5 = 12 Ω
VA = V
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 4 Ω R2 = 5 Ω + − V1 12 V R3 3 Ω A + − V2 9 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแสเมช I2 (ตามเข็มนาฬิกา)
V1 = 12 V V2 = 9 V R1 = 4 Ω R2 = 5 Ω R3 = 3 Ω
I2 = A
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 10 Ω R2 = 10 Ω IR2 R3 = 3 Ω + − V1 18 V R4 30 Ω A R5 3 Ω B + − V2 30 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR2 ผ่าน R2 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 18 V V2 = 30 V R1 = 10 Ω R2 = 10 Ω R3 = 3 Ω R4 = 30 Ω R5 = 3 Ω
IR2 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 6 Ω R3 = 20 Ω IR3 + − V1 6 V R2 2 Ω A R4 5 Ω B Is ? จงหาค่าของแหล่งกำเนิดกระแส Is (ทิศทางตามที่แสดง) ที่ทำให้กระแส IR3 ผ่าน R3 เท่ากับศูนย์
V1 = 6 V R1 = 6 Ω R2 = 2 Ω R3 = 20 Ω R4 = 5 Ω
Is = A
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 5 Ω R2 = 8 Ω + − VR2 R4 = 30 Ω + − V1 9 V R3 30 Ω A Is 6 A B + − V2 5 V ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา แรงดัน VR2 ที่ตกคร่อม R2 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 9 V Is = 6 A V2 = 5 V R1 = 5 Ω R2 = 8 Ω R3 = 30 Ω R4 = 30 Ω
VR2 = V
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 4 Ω R3 = 2 Ω + − V1 30 V R2 6 Ω A RL 4 Ω IL B ต่อโหลด RL = 4 Ω คร่อม a–b แทนส่วนที่เหลือของวงจรด้วยวงจรสมมูลเทวินิน แล้วหากระแสโหลด IL
V1 = 30 V R1 = 4 Ω R2 = 6 Ω R3 = 2 Ω RL = 4 Ω
IL = A
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 3 Ω R3 = 15 Ω + − V1 6 V R2 6 Ω A Is 2.5 A B RL 10 Ω IL ต่อโหลด RL = 10 Ω คร่อม a–b ใช้วงจรสมมูลเทวินินเพื่อหากำลัง PL ที่จ่ายให้โหลด
V1 = 6 V Is = 2.5 A R1 = 3 Ω R2 = 6 Ω R3 = 15 Ω RL = 10 Ω
PL = W
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
+ − Vs 10 V t = 0 R = 50 Ω L 100 mH i(t) ตัวเหนี่ยวนำไม่มีกระแสก่อนที่สวิตช์จะปิดที่ t = 0 หากระแส i ที่ t = 5 ms
Vs = 10 V R = 50 Ω L = 100 mH t = 5 ms
i = A
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 20 V t = 0 R = 4.7 kΩ C 47 µF + − vC vC (0) = 30 V
ก่อนสวิตช์ปิดที่ t = 0 ตัวเก็บประจุเก็บแรงดัน 30 V ตามขั้วที่แสดง ใช้เวลานานเท่าใดให้ vC ถึง 26 V หา t
Vs = 20 V R = 4.7 kΩ C = 47 µF vC (0) = 30 V
t = ms
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
24 V 50 Hz R = 25 Ω L = 100 mH C = 22 µF I วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 24 V (rms) 50 Hz จงหาตัวประกอบกำลัง cos φ ของวงจร
V = 24 V (rms) f = 50 Hz R = 25 Ω L = 100 mH C = 22 µF
cos φ =
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
10 V f0 R = 50 Ω L = 5 mH C = 0.22 µF วงจร RLC อนุกรมถูกขับด้วยแหล่งกำเนิด 10 V (rms) ซึ่งตั้งความถี่ไว้ที่ความถี่เรโซแนนซ์ของวงจร จงหาแรงดัน rms VL ตกคร่อมตัวเหนี่ยวนำ
V = 10 V (rms) R = 50 Ω L = 5 mH C = 0.22 µF
VL = V
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
โหลดที่มีอิมพีแดนซ์ Z = 3 + j4 Ω ต่อกับแหล่งจ่ายเฟสเดียว 120 V (rms) จงหากำลังรีแอกทีฟ Q ที่มันดูดกลืน
V = 120 V Z = 3 + j4 Ω
Q = var
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
โหลดเฟสเดียวใช้กำลัง 10 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.65 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 230 V 50 Hz ตัวเก็บประจุที่ต่อขนานทำให้ตัวประกอบกำลังเพิ่มเป็น 0.98 หาความจุ C ที่ต้องใช้
P = 10 kW pf1 = 0.65 pf2 = 0.98 V = 230 V f = 50 Hz
C = µF
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 400 V N Z = 5 + j12 Ω ต่อเฟส
โหลดต่อแบบ Y สมดุลที่มีอิมพีแดนซ์ 5 + j12 Ω ต่อเฟส ต่อกับแหล่งจ่ายสามเฟสสมดุลที่มีแรงดันสาย–สาย 400 V หากำลังจริงรวม P ที่โหลดดูดซับใน kW
VL = 400 V Z = 5 + j12 Ω ต่อเฟส
P = kW
18. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ยาก
P = 80 kW φ1 S1 Q2 QC = ?
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 80 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.75 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 480 V (สาย–สาย) 50 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.92 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม หากำลังรีแอกทีฟรวม QC ที่ชุดตัวเก็บประจุต้องจ่าย ใน kvar
P = 80 kW pf1 = 0.75 pf2 = 0.92 VL = 480 V f = 50 Hz
QC = kvar
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
RL = 40 Ω 20 1 4800 V V2 I1 = ? I2 หม้อแปลงอุดมคติที่มีอัตราส่วนจำนวนรอบ N₁:N₂ = 20:1 ป้อน 4800 V ที่ขดลวดปฐมภูมิ ต่อตัวต้านทาน 40 Ω คร่อมขดลวดทุติยภูมิ หากระแสปฐมภูมิ I1
N1 :N2 = 20:1 V1 = 4800 V RL = 40 Ω
I1 = A
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 100 kVA มีการสูญเสียในแกน 400 W ที่โหลดพิกัดและตัวประกอบกำลัง 0.9 ล้าหลัง ประสิทธิภาพคือ 97.5% หาการสูญเสียในทองแดงที่โหลดเต็ม Pcu,fl เป็นวัตต์
S = 100 kVA Pcore = 400 W pf = 0.9 η = 97.5%
Pcu,fl = W
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = 47 kΩ R1 = 22 kΩ Vin = 2.5 V Ra = 100 kΩ Rb = 10 kΩ ออปแอมป์เป็นแบบอุดมคติและใช้แหล่งจ่าย ±15 V หาแรงดันเอาต์พุต Vout
Vin = 2.5 V Ra = 100 kΩ Rb = 10 kΩ R1 = 22 kΩ Rf = 47 kΩ
Vout = V
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
− + Vout C = 4.7 µF Vin = −1.2 V R = 10 kΩ วงจรอินทิเกรเตอร์ใช้ออปแอมป์อุดมคติที่มีแหล่งจ่าย ±15 V เอาต์พุตอิ่มตัวที่ ±13 V ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุเมื่อป้อนอินพุตคงที่ Vin = −1.2 V ที่ t = 0 เอาต์พุตถึงจุดอิ่มตัวหลังจาก t = 0 นานเท่าใด จงหา t
Vin = −1.2 V R = 10 kΩ C = 4.7 µF Vsat = ±13 V
t = ms
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
RC = 3.3 kΩ β = 80 RE = 2.2 kΩ VCC = 20 V R1 = 22 kΩ R2 = 6.8 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 80 มีไบแอสแบบตัวแบ่งแรงดันจาก VCC = 20 V: R₁ = 22 kΩ จาก VCC ไปยังเบส และ R₂ = 6.8 kΩ จากเบสไปกราวด์ ตัวต้านทานคอลเลกเตอร์คือ RC = 3.3 kΩ และตัวต้านทานอีมิตเตอร์คือ RE = 2.2 kΩ ให้ VBE = 0.7 V และใช้วงจรสมมูลเทวินินของตัวแบ่ง (อย่าละเลยกระแสเบส) หาแรงดันคอลเลกเตอร์–อีมิตเตอร์ VCE
VCC = 20 V R1 = 22 kΩ R2 = 6.8 kΩ RC = 3.3 kΩ RE = 2.2 kΩ β = 80
VCE = V
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
RC = 220 Ω β = 80 IC = ? VCC = 24 V 3.3 V RB = 10 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 80 สวิตช์ตัวต้านทานโหลด 220 Ω ที่ต่อระหว่าง VCC = 24 V กับคอลเลกเตอร์ อีมิตเตอร์ต่อกราวด์ เบสถูกขับจากเอาต์พุตลอจิก 3.3 V ผ่านตัวต้านทานเบส RB = 10 kΩ ให้ VBE = 0.7 V และ VCE(sat) = 0.2 V หากระแสคอลเลกเตอร์ IC ใน mA เมื่ออินพุตสูง ตัดสินใจก่อนว่าทรานซิสเตอร์อิ่มตัวหรือไม่
VCC = 24 V RC = 220 Ω β = 80 Vin = 3.3 V VBE = 0.7 V VCE(sat) = 0.2 V RB = 10 kΩ
IC = mA
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 −106 ใน two's complement 8 บิต อ่านเป็นจำนวนไม่มีเครื่องหมาย ค่าของรูปแบบ U เป็นเท่าใด
N = −106 8 bit
U =
26. ระบบเลข ยาก
32 bit 1 px 256 px 256 px M = ? KiB
ภาพที่ไม่บีบอัดมีขนาด 256 × 256 พิกเซล และมี 32 บิตต่อพิกเซล ใช้หน่วยความจำ M เท่าใด ในหน่วย KiB (1 KiB = 1024 ไบต์)
256 × 256 px 32 bit/px 1 KiB = 1024 B
M = KiB
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
A BC 00 01 11 10 0 1 0 1 3 2 4 5 7 6
จงทำ F = AB′C′ + AC′ + AB ให้เป็นรูปผลบวกของผลคูณที่น้อยที่สุด นิพจน์ที่ทำให้ง่ายแล้วมีกี่ลิเทอรัล L
F = AB′C′ + AC′ + AB
L =
28. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ยาก
T Q0 Q0 T Q1 Q1 T Q2 Q2 T Q3 Q3 CLK MOD-10 ตัวนับเดคเคด (มอด-10) แบบซิงโครนัสนับ 0, 1, …, 9 แล้ววนกลับเป็น 0 เริ่มที่ 1 หลังพัลส์นาฬิกา 13 พัลส์ จะแสดงค่านับ Q (เป็นเลขฐานสิบ) เท่าใด
Q0 = 1 13 N = 10
Q =
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
t (s) f(t) t = 1.5 f(1.5) = ? จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 50/(s(s + 1)(s + 6)) ด้วยเศษส่วนย่อย และหาค่า f(1.5)
F(s) = 50/(s(s + 1)(s + 6)) t = 1.5 s
f(1.5) =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.25 y(0.25) = ? จงแก้ y″ + 10y′ + 24y = 0 โดย y(0) = 1 และ y′(0) = −1 ด้วยการแปลงลาปลาซ และหา y(0.25)
y″ + 10y′ + 24y = 0 y(0) = 1 y′(0) = −1 t = 0.25 s
y(0.25) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 5 K + 5 s + 3 G(s) C(s) 2 H₁ − − พืช G(s) = 5/(s + 3) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 2 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 5 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาโพลวงปิด p
G(s) = 5/(s + 3) H₁ = 2 K = 5
p =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 20 s + 3 G₁ + 1 s + 1 G₂ C(s) 2 H₁ − 0.25 H₂ − ลดรูปแผนภาพบล็อกที่มี G₁ = 20/(s + 3), G₂ = 1/(s + 1) การป้อนกลับลบภายใน H₁ = 2 รอบ G₂ และการป้อนกลับลบภายนอก H₂ = 0.25 จงหาอัตราขยาย DC T(0) ของ C(s)/R(s)
G₁ = 20/(s + 3) G₂ = 1/(s + 1) H₁ = 2 H₂ = 0.25
T(0) =
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 12.5/(s² + 2s + 25) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 12.5/(s² + 2s + 25)
tp = s
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
R(s) + 215 s(s + 8) G(s) C(s) − ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 215/(s(s + 8)) จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดของลูปปิด โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 215/(s(s + 8))
ts = s
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 −20 0 20 40 60 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −90 −45 0 ω = 1 จงหาเฟส ∠G(jω) ของ G(s) = 22(s + 3)/(s(s + 6)) ที่ ω = 1 rad/s เป็นองศา
G(s) = 22(s + 3)/(s(s + 6)) ω = 1 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 82/(s(s + 3)(s + 9)) จงหาความถี่จุดตัดเฟส ω180 ที่ ∠L(jω) = −180°
L(s) = 82/(s(s + 3)(s + 9))
ω180 = rad/s
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K 1 (s + 2)(s + 3)(s + 5) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 5)) โดย K > 0 จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 5))
Kmax =
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
root locus ของ L(s) = K/((s + 3)(s + 9)) แสดงไว้ จงหาอัตราขยาย K ที่จุดแยกออก sb ซึ่งโพลวงปิดสองตัวพบกันบนแกนจริง
L(s) = K/((s + 3)(s + 9))
K =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 4·t²/2 + 4(s + 3) s²(s + 10) C(s) − อินพุตพาราโบลา r(t) = 4·t²/2 ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 4(s + 3)/(s²(s + 10)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 4(s + 3)/(s²(s + 10)) r(t) = 4·t²/2
ess =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
r(t) = 5t + 1 + 10/s 5 (s + 1)(s + 5) C(s) − ตัวควบคุม PI C(s) = 1 + 10/s ขับโรงงาน G(s) = 5/((s + 1)(s + 5)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess สำหรับอินพุตแรมป์ r(t) = 5t
C(s) = 1 + 10/s G(s) = 5/((s + 1)(s + 5)) r(t) = 5t
ess =