1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 6 Ω IR1 R3 = 5 Ω + − V1 18 V R2 3 Ω A R4 8 Ω B หากระแส IR1 ที่แหล่งจ่ายจ่ายออกมา ซึ่งไหลผ่าน R1
V1 = 18 V R1 = 6 Ω R2 = 3 Ω R3 = 5 Ω R4 = 8 Ω
IR1 = A
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 10 Ω R3 = 8 Ω R5 = 20 Ω + − V1 30 V R2 20 Ω A R4 15 Ω B R6 8 Ω
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 30 V R1 = 10 Ω R2 = 20 Ω R3 = 8 Ω R4 = 15 Ω R5 = 20 Ω R6 = 8 Ω
Req = Ω
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 12 Ω R3 = 4 Ω + − V1 15 V R2 3 Ω A R4 2 Ω B Is 4 A ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา แรงดันที่โหนด VB (วัดเทียบกับกราวด์)
V1 = 15 V Is = 4 A R1 = 12 Ω R2 = 3 Ω R3 = 4 Ω R4 = 2 Ω
VB = V
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 12 Ω + − Vs = 4 V + − V1 36 V R2 4 Ω A R3 30 Ω B Is 5 A แหล่งกำเนิดแรงดัน Vₛ ระหว่าง A และ B มีขั้ว + ที่ A จึงทำให้ VA − VB = Vₛ ใช้การวิเคราะห์โนดด้วยซูเปอร์โนดหา แรงดันที่โหนด VA (วัดเทียบกับกราวด์)
V1 = 36 V Is = 5 A Vs = 4 V R1 = 12 Ω R2 = 4 Ω R3 = 30 Ω
VA = V
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 20 Ω R2 = 20 Ω + − V1 18 V R3 8 Ω IR3 A + − V2 10 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR3 ผ่าน R3 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 18 V V2 = 10 V R1 = 20 Ω R2 = 20 Ω R3 = 8 Ω
IR3 = A
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 20 Ω R2 = 30 Ω R3 = 4 Ω + − V1 10 V R4 6 Ω A R5 25 Ω B + − V2 9 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแสเมช I2 (ตามเข็มนาฬิกา)
V1 = 10 V V2 = 9 V R1 = 20 Ω R2 = 30 Ω R3 = 4 Ω R4 = 6 Ω R5 = 25 Ω
I2 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 5 Ω R3 = 3 Ω + − V1 30 V R2 12 Ω A R4 15 Ω + − VR4 B Is 5 A ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา แรงดัน VR4 ที่ตกคร่อม R4 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 30 V Is = 5 A R1 = 5 Ω R2 = 12 Ω R3 = 3 Ω R4 = 15 Ω
VR4 = V
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 25 Ω R2 = 6 Ω R4 = 5 Ω + − V1 6 V R3 25 Ω IR3 A Is 1 A B + − V2 ? จงหาค่าของแหล่งกำเนิดแรงดัน V2 (ขั้วตามที่แสดง) ที่ทำให้กระแส IR3 ผ่าน R3 เท่ากับศูนย์
V1 = 6 V Is = 1 A R1 = 25 Ω R2 = 6 Ω R3 = 25 Ω R4 = 5 Ω
V2 = V
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 20 Ω R3 = 10 Ω + − V1 18 V R2 10 Ω A a b
หากระแสนอร์ตัน IN คือกระแสที่ไหลจาก a ไป b เมื่อลัดวงจรขั้ว
V1 = 18 V R1 = 20 Ω R2 = 10 Ω R3 = 10 Ω
IN = A
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 6 Ω R3 = 25 Ω + − V1 18 V R2 10 Ω A Is 4 A B RL 5 Ω IL ต่อโหลด RL = 5 Ω คร่อม a–b ใช้วงจรสมมูลเทวินินเพื่อหากำลัง PL ที่จ่ายให้โหลด
V1 = 18 V Is = 4 A R1 = 6 Ω R2 = 10 Ω R3 = 25 Ω RL = 5 Ω
PL = W
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
ตัวเหนี่ยวนำมีกระแสคงที่ 3 A ที่ t = 0 สวิตช์ปิดวงจรผ่าน R และแหล่งกำเนิดถูกถอดออก กระแสตัวเหนี่ยวนำจึงลดลงผ่าน R ใช้เวลานานเท่าใด t กระแสจึงลดลงเหลือ 0.6 A
i(0) = 3 A R = 50 Ω L = 150 mH
t = ms
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 10 V เปิดที่ t = 0 R1 = 4.7 kΩ R2 = 4.7 kΩ C 68 µF + − vC
สวิตช์ปิดมานานแล้ว วงจรจึงอยู่ในสถานะคงตัว ที่ t = 0 สวิตช์เปิด หาแรงดัน vC คร่อมตัวเก็บประจุที่ t = 100 ms
Vs = 10 V R1 = 4.7 kΩ R2 = 4.7 kΩ C = 68 µF t = 100 ms
vC = V
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
100 V 200 Hz R = 15 Ω L = 150 mH C = 100 µF วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 100 V (rms) 200 Hz หามุมเฟส φ ของอิมพีแดนซ์ ในหน่วยองศา (เป็นบวกเมื่อกระแสล้าหลังแรงดัน)
V = 100 V (rms) f = 200 Hz R = 15 Ω L = 150 mH C = 100 µF
φ = °
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
V f R = 5 Ω L = 100 mH C = 0.47 µF วงจร RLC อนุกรมมี R = 5 Ω, L = 100 mH และ C = 0.47 µF จงหาแบนด์วิดท์ B (ความกว้างของแถบระหว่างความถี่กำลังครึ่ง) ใน Hz
R = 5 Ω L = 100 mH C = 0.47 µF
B = Hz
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
มอเตอร์เฟสเดียวใช้กำลัง 13 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.75 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 230 V หากระแสในสาย I
P = 13 kW pf = 0.75 V = 230 V
I = A
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 50 kVA จ่ายให้โหลด 27 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.65 แบบตามหลัง จะเพิ่มกำลังจริง ΔP ได้อีกเท่าใดในรูปโหลดตัวต้านทาน (ตัวประกอบกำลังเท่ากับหนึ่ง) ก่อนที่หม้อแปลงจะถึงพิกัด kVA
Smax = 50 kVA P1 = 27 kW pf1 = 0.65
ΔP = kW
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 690 V IL = ? M 75 kW, η = 94% cos φ = 0.9 มอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสให้กำลังกลขาออก 75 kW ที่โหลดเต็มพิกัด ที่โหลดนี้ประสิทธิภาพ 94% และตัวประกอบกำลัง 0.9 ล้าหลัง แหล่งจ่ายมีแรงดันสาย–สาย 690 V หากระแสสาย IL
Pout = 75 kW η = 94% cos φ = 0.9 VL = 690 V
IL = A
18. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ยาก
P = 300 kW φ1 S1 Q2 QC = ?
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 300 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.7 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 415 V (สาย–สาย) 60 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.98 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม หากำลังรีแอกทีฟรวม QC ที่ชุดตัวเก็บประจุต้องจ่าย ใน kvar
P = 300 kW pf1 = 0.7 pf2 = 0.98 VL = 415 V f = 60 Hz
QC = kvar
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
RL = 12 Ω 5 1 1150 V V2 I1 = ? I2 หม้อแปลงอุดมคติที่มีอัตราส่วนจำนวนรอบ N₁:N₂ = 5:1 ป้อน 1150 V ที่ขดลวดปฐมภูมิ ต่อตัวต้านทาน 12 Ω คร่อมขดลวดทุติยภูมิ หากระแสปฐมภูมิ I1
N1 :N2 = 5:1 V1 = 1150 V RL = 12 Ω
I1 = A
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 50 kVA มีการสูญเสียในแกน 250 W และการสูญเสียในทองแดง 750 W ที่โหลดพิกัด จ่ายโหลด 50% ของ kVA พิกัด ที่ตัวประกอบกำลัง 0.8 ล้าหลัง หาการสูญเสียรวม Ploss เป็นวัตต์ที่โหลดนี้
S = 50 kVA Pcore = 250 W Pcu,fl = 750 W x = 0.5 pf = 0.8
Ploss = W
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout R2 = 4.7 kΩ V1 = −1.2 V R1 = 2 kΩ V2 = 2 V R3 = 2 kΩ R4 = 4.7 kΩ เครื่องขยายผลต่างใช้ออปแอมป์อุดมคติที่มีแหล่งจ่าย ±15 V โดย R3 = R1 และ R4 = R2 หาแรงดันเอาต์พุต Vout
V1 = −1.2 V V2 = 2 V R1 = R3 = 2 kΩ R2 = R4 = 4.7 kΩ
Vout = V
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
− + Vout Rf = 1 kΩ V1 = −1.4 V R1 = 22 kΩ V2 = −0.6 V R2 = 1 kΩ If เครื่องขยายแบบรวมสัญญาณใช้ออปแอมป์อุดมคติที่มีแหล่งจ่าย ±15 V หากระแส If ผ่านตัวต้านทานป้อนกลับ ที่ไหลไปทางเอาต์พุต
V1 = −1.4 V V2 = −0.6 V R1 = 22 kΩ R2 = 1 kΩ Rf = 1 kΩ
If = mA
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
RC = 1 kΩ β = 75 IC = ? VCC = 15 V RB = 150 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 75 ถูกไบแอสด้วยตัวต้านทานเบส RB = 150 kΩ จากแหล่งจ่าย VCC = 15 V ตัวต้านทานคอลเลกเตอร์คือ RC = 1 kΩ และอีมิตเตอร์ต่อกราวด์ ให้ VBE = 0.7 V และสมมติว่าทรานซิสเตอร์อยู่ในบริเวณแอกทีฟ หากระแสคอลเลกเตอร์ IC ใน mA
VCC = 15 V RB = 150 kΩ RC = 1 kΩ β = 75 VBE = 0.7 V
IC = mA
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
RC = 100 Ω β = 80 IC = ? VCC = 5 V 5 V RB = 22 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 80 สวิตช์ตัวต้านทานโหลด 100 Ω ที่ต่อระหว่าง VCC = 5 V กับคอลเลกเตอร์ อีมิตเตอร์ต่อกราวด์ เบสถูกขับจากเอาต์พุตลอจิก 5 V ผ่านตัวต้านทานเบส RB = 22 kΩ ให้ VBE = 0.7 V และ VCE(sat) = 0.2 V หากระแสคอลเลกเตอร์ IC ใน mA เมื่ออินพุตสูง ตัดสินใจก่อนว่าทรานซิสเตอร์อิ่มตัวหรือไม่
VCC = 5 V RC = 100 Ω β = 80 Vin = 5 V VBE = 0.7 V VCE(sat) = 0.2 V RB = 22 kΩ
IC = mA
25. ระบบเลข ปานกลาง
two's complement 8 บิต ? −128 ? 64 ? 32 ? 16 ? 8 ? 4 ? 2 ? 1
เขียน −108 เป็นรูปแบบ two's complement 8 บิต อ่านรูปแบบนั้นเป็นเลขฐานสองแบบไม่มีเครื่องหมาย ค่าของมัน U ในเลขฐานสิบคือเท่าใด
N = −108 8 bit
U =
26. ระบบเลข ยาก
16 บิต two's complement, N = ? ? เครื่องหมาย ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
จำนวนเต็มที่ติดลบมากที่สุด N ที่เก็บได้ใน two's complement 16 บิตคือเท่าใด
16 bit
N =
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
AB CD 00 01 11 10 00 01 11 10 1 0 1 1 0 3 1 2 1 4 0 5 1 7 0 6 0 12 0 13 0 15 0 14 0 8 0 9 1 11 0 10
ใช้แผนที่คาร์โนห์หารูปผลคูณของผลบวก (POS) ที่น้อยที่สุดของ F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 2, 4, 7, 11) มีกี่พจน์ผลบวก (ตัวประกอบ) N
F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 2, 4, 7, 11)
N =
28. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ยาก
ฟลิปฟล็อป JK ที่ทริกเกอร์ขอบขาขึ้นเริ่มด้วย Q = 0 และได้รับอินพุตที่แสดงที่ขอบขาขึ้นของนาฬิกา 8 ขอบ Q เปลี่ยนสถานะกี่ครั้ง N
Q₀ = 0 JK
N =
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 16/(s² + 6s + 13) ด้วยการทำเป็นกำลังสองสมบูรณ์ และหาค่า f(0.25)
F(s) = 16/(s² + 6s + 13) t = 0.25 s
f(0.25) =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 1.2 y(1.2) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 6y′ + 5y = 10·u(t) โดย y(0) = 6 และ y′(0) = 0 ที่ t = 0 มีอินพุตฟังก์ชันขั้น u(t) = 5 ป้อนเข้า จงใช้การแปลงลาปลาซหา y(1.2)
y″ + 6y′ + 5y = 10·u(t) y(0) = 6 y′(0) = 0 u(t) = 5 t = 1.2 s
y(1.2) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 12 K + 2 s + 2 G(s) C(s) 2 H₁ − − พืช G(s) = 2/(s + 2) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 2 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 12 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาอัตราขยาย DC วงปิด T(0)
G(s) = 2/(s + 2) H₁ = 2 K = 12
T(0) =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + K (s + 1)(s + 3)(s + 8) G(s) C(s) − พืช G(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 8)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ที่อัตราขยายเสถียรมากที่สุด วงจะแกว่ง จงหาความถี่การแกว่ง ω ใน rad/s
G(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 8)) ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
ω = rad/s
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 99/(s² + 5s + 99) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย หาอัตราส่วนการหน่วง ζ
G(s) = 99/(s² + 5s + 99)
ζ =
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/(s(s + 16)) จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดพุ่งเกิน 25 %
G(s) = K/(s(s + 16)) %OS = 25 %
K =
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 1000 1000 −60 −40 −20 0 20 40 60 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −135 −90 −45 0 ω = 20 จงหาเฟส ∠G(jω) ของ G(s) = 7(s + 10)/(s(s + 6)) ที่ ω = 20 rad/s เป็นองศา
G(s) = 7(s + 10)/(s(s + 6)) ω = 20 rad/s
∠G(jω) = °
36. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ยาก
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 −60 −40 −20 0 20 40 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −180 −135 −90 −45 0 ωc วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 10.4/(s(s + 4)) จงหาขอบเฟส PM เป็นองศา
L(s) = 10.4/(s(s + 4))
PM = °
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K s + 12 s(s + 2)(s + 4) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K(s + 12)/(s(s + 2)(s + 4)) โดย K > 0 จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K(s + 12)/(s(s + 2)(s + 4))
Kmax =
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
Re Im −2 −4 −6 −8 −10 −12 −14 −16 −18 2 j2 j4 root locus ของ L(s) = K(s + 15)/(s(s + 7)) ออกจากแกนจริงระหว่าง s = 0 และ s = −7 วนเป็นวงกลมและรวมแกนจริงอีกครั้งทางซ้ายของศูนย์ จงหาจุดแยกออก sb
L(s) = K(s + 15)/(s(s + 7))
sb =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
R(s) + K (s + 2)(s + 4) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/((s + 2)(s + 4)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 10 % สำหรับอินพุตขั้น
G(s) = K/((s + 2)(s + 4)) ess = 10 %
K =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + K = 40 1 s(s + 10) C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 40 ขับโรงงาน G(s) = 1/(s(s + 10)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 1/(s(s + 10)) K = 40
tp = s