1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 5 Ω R3 = 12 Ω + − V1 12 V R2 2 Ω IR2 A R4 20 Ω B หากระแส IR2 ผ่าน R2
V1 = 12 V R1 = 5 Ω R2 = 2 Ω R3 = 12 Ω R4 = 20 Ω
IR2 = A
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 12 Ω IR1 R3 = 20 Ω R5 = 8 Ω + − V1 10 V R2 3 Ω A R4 30 Ω B R6 15 Ω หากระแส IR1 ที่แหล่งจ่ายจ่ายออกมา ซึ่งไหลผ่าน R1
V1 = 10 V R1 = 12 Ω R2 = 3 Ω R3 = 20 Ω R4 = 30 Ω R5 = 8 Ω R6 = 15 Ω
IR1 = A
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 5 Ω R3 = 4 Ω IR3 + − V1 18 V R2 12 Ω A R4 5 Ω B Is 1 A ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา กระแส IR3 ผ่าน R3 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 18 V Is = 1 A R1 = 5 Ω R2 = 12 Ω R3 = 4 Ω R4 = 5 Ω
IR3 = A
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 8 Ω R2 = 6 Ω R4 = 12 Ω IR4 + − V1 5 V R3 6 Ω A R5 2 Ω B Is 3 A − + V2 5 V ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา กระแส IR4 ผ่าน R4 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 5 V Is = 3 A V2 = 5 V R1 = 8 Ω R2 = 6 Ω R3 = 6 Ω R4 = 12 Ω R5 = 2 Ω
IR4 = A
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 20 Ω IR1 R2 = 20 Ω + − V1 15 V R3 20 Ω A + − V2 15 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR1 ผ่าน R1 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 15 V V2 = 15 V R1 = 20 Ω R2 = 20 Ω R3 = 20 Ω
IR1 = A
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 20 Ω R2 = 25 Ω R3 = 3 Ω + − V1 9 V R4 6 Ω A R5 25 Ω B + − V2 12 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแสเมช I3 (ตามเข็มนาฬิกา)
V1 = 9 V V2 = 12 V R1 = 20 Ω R2 = 25 Ω R3 = 3 Ω R4 = 6 Ω R5 = 25 Ω
I3 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 6 Ω R3 = 10 Ω + − V1 12 V R2 2 Ω IR2 A R4 20 Ω B Is 2 A ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา กระแส IR2 ผ่าน R2 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 12 V Is = 2 A R1 = 6 Ω R2 = 2 Ω R3 = 10 Ω R4 = 20 Ω
IR2 = A
8. การซ้อนทับ ยาก
วงจรเชิงเส้น V1 V2 Is I RL วงจรตัวต้านทานเชิงเส้นมีแหล่งกำเนิดอิสระสามตัว: V1 , V2 และ Is วัดกระแส I ผ่านโหลดสามครั้ง เมื่อทุกแหล่งกำเนิดมีค่าปกติ I = 3 mA เมื่อ V1 เป็นสองเท่าและอีกสองตัวไม่เปลี่ยน I = 8 mA เมื่อกลับทิศของ Is และอีกสองตัวไม่เปลี่ยน I = −10 mA จงหากระแสโหลด I เมื่อปิด V2 และ V1 กับ Is มีค่าปกติ
ปกติ: I = 3 mA 2·V1 : I = 8 mA −Is : I = −10 mA
I = mA
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 12 Ω R3 = 10 Ω + − V1 6 V R2 3 Ω A a b
หาความต้านทานเทวินิน Rth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 6 V R1 = 12 Ω R2 = 3 Ω R3 = 10 Ω
Rth = Ω
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 6 Ω R3 = 5 Ω + − V1 18 V R2 8 Ω A Is 1.5 A B RL 2 Ω IL ต่อโหลด RL = 2 Ω คร่อม a–b ใช้วงจรสมมูลเทวินินเพื่อหากำลัง PL ที่จ่ายให้โหลด
V1 = 18 V Is = 1.5 A R1 = 6 Ω R2 = 8 Ω R3 = 5 Ω RL = 2 Ω
PL = W
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
+ − Vs 5 V t = 0 R = 47 Ω L 220 mH i(t) ตัวเหนี่ยวนำไม่มีกระแสก่อนที่สวิตช์จะปิดที่ t = 0 จงหาพลังงาน W(∞) ที่สะสมในตัวเหนี่ยวนำเมื่อวงจรเข้าสู่สถานะคงตัว ใน mJ
Vs = 5 V R = 47 Ω L = 220 mH
W(∞) = mJ
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 10 V t = 0 R = 1 kΩ C 22 µF + − vC vC (0) = 6 V
ก่อนสวิตช์ปิดที่ t = 0 ตัวเก็บประจุเก็บแรงดัน 6 V ตามขั้วที่แสดง หาแรงดัน vC คร่อมตัวเก็บประจุที่ t = 25 ms
Vs = 10 V R = 1 kΩ C = 22 µF vC (0) = 6 V t = 25 ms
vC = V
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
24 V 100 Hz R = 15 Ω L = 250 mH C = 47 µF วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 24 V (rms) 100 Hz หามุมเฟส φ ของอิมพีแดนซ์ ในหน่วยองศา (เป็นบวกเมื่อกระแสล้าหลังแรงดัน)
V = 24 V (rms) f = 100 Hz R = 15 Ω L = 250 mH C = 47 µF
φ = °
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
24 V 200 Hz R1 = 40 Ω R2 = 100 Ω C = 10 µF ตัวต้านทาน R1 ต่ออนุกรมกับ R2 ที่ต่อขนานกับตัวเก็บประจุ C คร่อมแหล่งจ่าย 24 V (rms) 200 Hz หาขนาดของอิมพีแดนซ์ |Z|
V = 24 V (rms) f = 200 Hz R1 = 40 Ω R2 = 100 Ω C = 10 µF
|Z| = Ω
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
มอเตอร์เฟสเดียวใช้กำลัง 13 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.85 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 240 V หากำลังรีแอกทีฟ Q ที่ดึงมา
P = 13 kW pf = 0.85 V = 240 V
Q = kvar
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
โหลดเฟสเดียวใช้กำลัง 50 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.7 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 400 V 50 Hz ตัวเก็บประจุที่ต่อขนานทำให้ตัวประกอบกำลังเพิ่มเป็น 0.92 หาความจุ C ที่ต้องใช้
P = 50 kW pf1 = 0.7 pf2 = 0.92 V = 400 V f = 50 Hz
C = µF
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 208 V N Z = 24 + j18 Ω ต่อเฟส
โหลดต่อแบบ Y สมดุลที่มีอิมพีแดนซ์ 24 + j18 Ω ต่อเฟส ต่อกับแหล่งจ่ายสามเฟสสมดุลที่มีแรงดันสาย–สาย 208 V หากำลังจริงรวม P ที่โหลดดูดซับใน kW
VL = 208 V Z = 24 + j18 Ω ต่อเฟส
P = kW
18. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ยาก
P = 50 kW φ1 S1 Q2 QC = ?
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 50 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.65 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 690 V (สาย–สาย) 50 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.9 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม หากำลังรีแอกทีฟรวม QC ที่ชุดตัวเก็บประจุต้องจ่าย ใน kvar
P = 50 kW pf1 = 0.65 pf2 = 0.9 VL = 690 V f = 50 Hz
QC = kvar
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
RL = 12 Ω 4 1 960 V V2 I1 = ? I2 หม้อแปลงอุดมคติที่มีอัตราส่วนจำนวนรอบ N₁:N₂ = 4:1 ป้อน 960 V ที่ขดลวดปฐมภูมิ ต่อตัวต้านทาน 12 Ω คร่อมขดลวดทุติยภูมิ หากระแสปฐมภูมิ I1
N1 :N2 = 4:1 V1 = 960 V RL = 12 Ω
I1 = A
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 500 kVA มีการสูญเสียในแกน 1500 W และการสูญเสียในทองแดง 4500 W ที่โหลดพิกัด ที่โหลดเท่าใด Sη,max ใน kVA ประสิทธิภาพจึงสูงสุด
S = 500 kVA Pcore = 1500 W Pcu,fl = 4500 W
Sη,max = kVA
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout R2 = 22 kΩ V1 = 1.2 V R1 = 10 kΩ V2 = 2.7 V R3 = 10 kΩ R4 = 22 kΩ เครื่องขยายผลต่างใช้ออปแอมป์อุดมคติที่มีแหล่งจ่าย ±15 V โดย R3 = R1 และ R4 = R2 หาแรงดันเอาต์พุต Vout
V1 = 1.2 V V2 = 2.7 V R1 = R3 = 10 kΩ R2 = R4 = 22 kΩ
Vout = V
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
Vin V1 Vout ภาคที่ 1: กลับเฟส R1 = 47 kΩ Rf1 = 47 kΩ ภาคที่ 2: ไม่กลับเฟส R2 = 4.7 kΩ Rf2 = 10 kΩ ภาคออปแอมป์อุดมคติสองภาคต่อแบบคาสเคด: เครื่องขยายแบบกลับเฟส (R1 , Rf1 ) ตามด้วยเครื่องขยายแบบไม่กลับเฟส (R2 ลงกราวด์ Rf2 ในวงป้อนกลับ) ทั้งสองใช้แหล่งจ่าย ±15 V อินพุตคือ Vin = 0.45 V จงหาแรงดันเอาต์พุต Vout
R1 = 47 kΩ Rf1 = 47 kΩ R2 = 4.7 kΩ Rf2 = 10 kΩ Vin = 0.45 V
Vout = V
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
RC = 1.2 kΩ β = 150 IC = ? VCC = 9 V RB = 330 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 150 ถูกไบแอสด้วยตัวต้านทานเบส RB = 330 kΩ จากแหล่งจ่าย VCC = 9 V ตัวต้านทานคอลเลกเตอร์คือ RC = 1.2 kΩ และอีมิตเตอร์ต่อกราวด์ ให้ VBE = 0.7 V และสมมติว่าทรานซิสเตอร์อยู่ในบริเวณแอกทีฟ หากระแสคอลเลกเตอร์ IC ใน mA
VCC = 9 V RB = 330 kΩ RC = 1.2 kΩ β = 150 VBE = 0.7 V
IC = mA
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
+ − ≥ 12 V R = ? 6.2 V ≤ 10 mA ตัวควบคุมซีเนอร์ 6.2 V ต้องจ่ายได้ถึง 10 mA ให้โหลด อินพุตลดลงได้ถึง 12 V และซีเนอร์ต้องการอย่างน้อย 2 mA เพื่อควบคุมแรงดัน จงหาความต้านทานอนุกรมสูงสุด Rmax ที่ยังควบคุมแรงดันได้
Vin,min = 12 V VZ = 6.2 V IL,max = 10 mA IZ,min = 2 mA
Rmax = Ω
25. ระบบเลข ปานกลาง
ค่าประจำตำแหน่งใน two's complement 1 −128 0 64 0 32 1 16 1 8 0 4 0 2 1 1
รูปแบบ 8 บิต 1001 1001 เก็บจำนวนเต็มมีเครื่องหมายแบบ two's complement ค่าของมัน N ในเลขฐานสิบคือเท่าใด
1001 1001 8 bit
N =
26. ระบบเลข ยาก
คลิกบิตเพื่อตั้งค่า 0 128 0 64 0 32 0 16 0 8 0 4 0 2 0 1
ตั้งบิตให้เป็นผลลัพธ์ 8 บิตของ 1110 0111 OR 0010 0010 ค่าของผลลัพธ์ R เป็นเท่าใดในเลขฐานสิบ
1110 0111 OR 0010 0010
R =
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
A BC 00 01 11 10 0 1 0 0 0 1 1 3 1 2 1 4 1 5 0 7 1 6
ใช้แผนที่คาร์โนห์หารูปผลคูณของผลบวก (POS) ที่น้อยที่สุดของ F(A, B, C) = Σm(2, 3, 4, 5, 6) มีกี่พจน์ผลบวก (ตัวประกอบ) N
F(A, B, C) = Σm(2, 3, 4, 5, 6)
N =
28. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ยาก
T Q0 Q0 T Q1 Q1 T Q2 Q2 T Q3 Q3 T Q4 Q4 T Q5 Q5 T Q6 Q6 T Q7 Q7 CLK ตัวนับริปเปิล (อะซิงโครนัส) 8 บิตสร้างจากฟลิปฟล็อปที่มีความหน่วงการแพร่กระจายตัวละ 8 ns เอาต์พุตทั้งหมดต้องนิ่งก่อนขอบสัญญาณนาฬิกาถัดไป จงหาความถี่นาฬิกาสูงสุด fmax
n = 8 tpd = 8 ns
fmax = MHz
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
t (s) f(t) t = 0.4 f(0.4) = ? จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (6s + 1)/(s² + 10s + 25) และหาค่า f(0.4)
F(s) = (6s + 1)/(s² + 10s + 25) t = 0.4 s
f(0.4) =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.4 y(0.4) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 8y′ + 12y = 36·u(t) เริ่มจากหยุดนิ่ง (y(0) = 0, y′(0) = 0) และอินพุตเป็นฟังก์ชันขั้น u(t) = 1 สำหรับ t ≥ 0 จงใช้การแปลงลาปลาซหาเอาต์พุต y(0.4)
y″ + 8y′ + 12y = 36·u(t) u(t) = 1 y(0) = 0, y′(0) = 0 t = 0.4 s
y(0.4) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 17 K + 5 s + 7 G(s) C(s) 1 H₁ − − พืช G(s) = 5/(s + 7) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 1 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 17 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาอัตราขยาย DC วงปิด T(0)
G(s) = 5/(s + 7) H₁ = 1 K = 17
T(0) =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 14 ตัวควบคุม + D(s) + 5 s + 7 พืช C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 14 ขับพืช G(s) = 5/(s + 7) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย สิ่งรบกวน D เข้าที่อินพุตของพืช (บวกเข้ากับเอาต์พุตของตัวควบคุม) เมื่อ R = 0 ป้อนฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 5 จงหาเอาต์พุตสถานะคงตัว css
K = 14 G(s) = 5/(s + 7) D = 5 R = 0
css =
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 270/(s² + 14s + 90) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาความถี่ธรรมชาติ ωn เป็น rad/s
G(s) = 270/(s² + 14s + 90)
ωn = rad/s
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
k = 200 N/m c = 16 N·s/m m = 2 kg F = 25 N x(t) มวล m = 2 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 200 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 16 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 25 N กะทันหัน จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการกระจัด
m = 2 kg k = 200 N/m c = 16 N·s/m F = 25 N
%OS = %
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin R = 220 Ω L = 47 mH vout ตัวกรองความถี่สูงผ่าน RLที่แสดงมีR = 220 Ω, L = 47 mH ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 3 kHz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 220 Ω L = 47 mH f = 3 kHz
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) = 402/(s(s + 7)(s + 9)) จงหาความถี่จุดตัดเฟส ω180 ที่ ∠L(jω) = −180°
L(s) = 402/(s(s + 7)(s + 9))
ω180 = rad/s
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K s + 7 s(s + 1)(s + 2) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K(s + 7)/(s(s + 1)(s + 2)) โดย K > 0 จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K(s + 7)/(s(s + 1)(s + 2))
Kmax =
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
root locus ของ L(s) = K/((s + 5)(s + 9)) แสดงไว้ จงหาอัตราขยาย K ที่จุดแยกออก sb ซึ่งโพลวงปิดสองตัวพบกันบนแกนจริง
L(s) = K/((s + 5)(s + 9))
K =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 5·t²/2 + 4(s + 4) s²(s + 1) C(s) − อินพุตพาราโบลา r(t) = 5·t²/2 ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 4(s + 4)/(s²(s + 1)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 4(s + 4)/(s²(s + 1)) r(t) = 5·t²/2
ess =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับโรงงาน G(s) = 10/(s(s + 10)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.8
G(s) = 10/(s(s + 10)) ζ = 0.8
K =