1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 10 Ω R3 = 12 Ω + − V1 18 V R2 8 Ω A R4 6 Ω B
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 18 V R1 = 10 Ω R2 = 8 Ω R3 = 12 Ω R4 = 6 Ω
Req = Ω
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 2 Ω IR1 R3 = 10 Ω R5 = 25 Ω + − V1 18 V R2 6 Ω A R4 3 Ω B R6 10 Ω หากระแส IR1 ที่แหล่งจ่ายจ่ายออกมา ซึ่งไหลผ่าน R1
V1 = 18 V R1 = 2 Ω R2 = 6 Ω R3 = 10 Ω R4 = 3 Ω R5 = 25 Ω R6 = 10 Ω
IR1 = A
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 3 Ω R3 = 5 Ω + − V1 15 V R2 6 Ω A R4 3 Ω B Is 1.5 A ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา แรงดันที่โหนด VB (วัดเทียบกับกราวด์)
V1 = 15 V Is = 1.5 A R1 = 3 Ω R2 = 6 Ω R3 = 5 Ω R4 = 3 Ω
VB = V
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 2 Ω − + Vs = 10 V + − V1 18 V R2 6 Ω A R3 30 Ω B Is 1.5 A แหล่งกำเนิดแรงดัน Vₛ ระหว่าง A และ B มีขั้ว + ที่ B จึงทำให้ VB − VA = Vₛ ใช้การวิเคราะห์โนดด้วยซูเปอร์โนดหา แรงดันที่โหนด VB (วัดเทียบกับกราวด์)
V1 = 18 V Is = 1.5 A Vs = 10 V R1 = 2 Ω R2 = 6 Ω R3 = 30 Ω
VB = V
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 10 Ω R2 = 3 Ω + − V1 9 V R3 6 Ω + − VR3 A + − V2 18 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา แรงดัน VR3 ที่ตกคร่อม R3 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 9 V V2 = 18 V R1 = 10 Ω R2 = 3 Ω R3 = 6 Ω
VR3 = V
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 4 Ω R2 = 8 Ω R3 = 15 Ω + − V1 9 V R4 15 Ω A R5 30 Ω B + − V2 18 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแสเมช I1 (ตามเข็มนาฬิกา)
V1 = 9 V V2 = 18 V R1 = 4 Ω R2 = 8 Ω R3 = 15 Ω R4 = 15 Ω R5 = 30 Ω
I1 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 6 Ω IR1 R3 = 12 Ω + − V1 24 V R2 15 Ω A R4 8 Ω B Is 3 A ใช้หลักการซ้อนทับหากำลังไฟฟ้า PR1 ที่ R1 ดูดกลืน
V1 = 24 V Is = 3 A R1 = 6 Ω R2 = 15 Ω R3 = 12 Ω R4 = 8 Ω
PR1 = W
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 25 Ω R2 = 15 Ω R4 = 20 Ω IR4 + − V1 12 V R3 2 Ω A Is 0.5 A B − + V2 10 V ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา กระแส IR4 ผ่าน R4 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 12 V Is = 0.5 A V2 = 10 V R1 = 25 Ω R2 = 15 Ω R3 = 2 Ω R4 = 20 Ω
IR4 = A
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 12 Ω R3 = 6 Ω + − V1 12 V R2 12 Ω A a b
หาแรงดันเทวินิน Vth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 12 V R1 = 12 Ω R2 = 12 Ω R3 = 6 Ω
Vth = V
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 30 Ω R3 = 15 Ω + − V1 24 V R2 10 Ω A Is 1.5 A B RL 6 Ω IL ต่อโหลด RL = 6 Ω คร่อม a–b แทนส่วนที่เหลือของวงจรด้วยวงจรสมมูลเทวินิน แล้วหากระแสโหลด IL
V1 = 24 V Is = 1.5 A R1 = 30 Ω R2 = 10 Ω R3 = 15 Ω RL = 6 Ω
IL = A
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
+ − Vs 6 V t = 0 R = 10 Ω L 22 mH i(t) ตัวเหนี่ยวนำไม่มีกระแสก่อนที่สวิตช์จะปิดที่ t = 0 หาแรงดัน vL คร่อมตัวเหนี่ยวนำที่ t = 5 ms
Vs = 6 V R = 10 Ω L = 22 mH t = 5 ms
vL = V
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 6 V เปิดที่ t = 0 R1 = 4.7 kΩ R2 = 10 kΩ C 68 µF + − vC
สวิตช์ปิดมานานแล้ว วงจรจึงอยู่ในสถานะคงตัว ที่ t = 0 สวิตช์เปิด หาแรงดัน vC คร่อมตัวเก็บประจุที่ t = 200 ms
Vs = 6 V R1 = 4.7 kΩ R2 = 10 kΩ C = 68 µF t = 200 ms
vC = V
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
12 V 50 Hz R = 30 Ω L = 50 mH I ตัวต้านทานและตัวเหนี่ยวนำต่อขนานกันคร่อมแหล่งจ่าย 12 V (rms) 50 Hz หากระแส rms I
V = 12 V (rms) f = 50 Hz R = 30 Ω L = 50 mH
I = A
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
2 V f0 R = 15 Ω L = 200 mH C = 2.2 µF วงจร RLC อนุกรมถูกขับด้วยแหล่งกำเนิด 2 V (rms) ซึ่งตั้งความถี่ไว้ที่ความถี่เรโซแนนซ์ของวงจร จงหาแรงดัน rms VL ตกคร่อมตัวเหนี่ยวนำ
V = 2 V (rms) R = 15 Ω L = 200 mH C = 2.2 µF
VL = V
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
240 V 1 2 kW, 0.6 2 16 kW, 0.85 I โหลดสองตัวต่อขนานกันกับแหล่งจ่ายเฟสเดียว 240 V: โหลด 2 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.6 แบบตามหลัง และ โหลด 16 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.85 แบบตามหลัง จงหาตัวประกอบกำลังรวม cos φ ที่แหล่งจ่ายเห็น
V = 240 V P1 = 2 kW, pf1 = 0.6 ล้าหลัง P2 = 16 kW, pf2 = 0.85 ล้าหลัง
cos φ =
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
240 V 60 Hz โหลด 12 kW, 0.7 C 470 µF I = ? โหลดเฟสเดียวดึง 12 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.7 แบบตามหลังจากแหล่งจ่าย 240 V 60 Hz ตัวเก็บประจุ 470 µF ต่อขนานกับโหลด หากระแสในสายใหม่ I
P = 12 kW pf1 = 0.7 V = 240 V f = 60 Hz C = 470 µF
I = A
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 480 V Z = 9 + j12 Ω ต่อเฟส
โหลดต่อแบบ Δ สมดุลที่มีอิมพีแดนซ์ 9 + j12 Ω ต่อเฟส ต่อกับแหล่งจ่ายสามเฟสสมดุลที่มีแรงดันสาย–สาย 480 V หากำลังจริงรวม P ที่โหลดดูดซับใน kW
VL = 480 V Z = 9 + j12 Ω ต่อเฟส
P = kW
18. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ยาก
P = 200 kW φ1 S1 Q2 QC = ?
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 200 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.78 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 415 V (สาย–สาย) 60 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.98 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม หากำลังรีแอกทีฟรวม QC ที่ชุดตัวเก็บประจุต้องจ่าย ใน kvar
P = 200 kW pf1 = 0.78 pf2 = 0.98 VL = 415 V f = 60 Hz
QC = kvar
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
RL = 8 Ω 2 1 460 V V2 I1 = ? I2 หม้อแปลงอุดมคติที่มีอัตราส่วนจำนวนรอบ N₁:N₂ = 2:1 ป้อน 460 V ที่ขดลวดปฐมภูมิ ต่อตัวต้านทาน 8 Ω คร่อมขดลวดทุติยภูมิ หากระแสปฐมภูมิ I1
N1 :N2 = 2:1 V1 = 460 V RL = 8 Ω
I1 = A
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 25 kVA มีการสูญเสียในแกน 100 W ที่โหลดพิกัดและตัวประกอบกำลัง 0.95 ล้าหลัง ประสิทธิภาพคือ 98.2% หาการสูญเสียในทองแดงที่โหลดเต็ม Pcu,fl เป็นวัตต์
S = 25 kVA Pcore = 100 W pf = 0.95 η = 98.2%
Pcu,fl = W
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = 47 kΩ Vin R1 = 22 kΩ ออปแอมป์เป็นแบบอุดมคติและใช้แหล่งจ่าย ±15 V เอาต์พุตอิ่มตัวที่ ±12 V เครื่องขยายแบบกลับเฟสถูกขับด้วยคลื่นไซน์ จงหาแอมพลิจูดอินพุตที่ใหญ่ที่สุด Vin,max (ค่ายอด) ที่เอาต์พุตไม่ถูกตัด
R1 = 22 kΩ Rf = 47 kΩ Vsat = ±12 V
Vin,max = V
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
Vin V1 Vout ภาคที่ 1: กลับเฟส R1 = 1 kΩ Rf1 = 10 kΩ ภาคที่ 2: ไม่กลับเฟส R2 = 100 kΩ Rf2 = 100 kΩ ภาคออปแอมป์อุดมคติสองภาคต่อแบบคาสเคด: เครื่องขยายแบบกลับเฟส (R1 , Rf1 ) ตามด้วยเครื่องขยายแบบไม่กลับเฟส (R2 ลงกราวด์ Rf2 ในวงป้อนกลับ) ทั้งสองใช้แหล่งจ่าย ±15 V อินพุตคือ Vin = 0.65 V จงหาแรงดันเอาต์พุต Vout
R1 = 1 kΩ Rf1 = 10 kΩ R2 = 100 kΩ Rf2 = 100 kΩ Vin = 0.65 V
Vout = V
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
RC = 1.2 kΩ β = 150 VCC = 10 V RB = 680 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 150 ถูกไบแอสด้วยตัวต้านทานเบส RB = 680 kΩ จากแหล่งจ่าย VCC = 10 V ตัวต้านทานคอลเลกเตอร์คือ RC = 1.2 kΩ และอีมิตเตอร์ต่อกราวด์ ให้ VBE = 0.7 V และสมมติว่าทรานซิสเตอร์อยู่ในบริเวณแอกทีฟ หาแรงดันคอลเลกเตอร์–อีมิตเตอร์ VCE
VCC = 10 V RB = 680 kΩ RC = 1.2 kΩ β = 150 VBE = 0.7 V
VCE = V
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
V (V) I (mA) 0.6 5 22.73 Q = ? ไดโอดถูกจำลองเป็น 0.6 V อนุกรมกับ 20 Ω (นำกระแสเมื่อสูงกว่า 0.6 V) มันอนุกรมกับตัวต้านทาน 220 Ω คร่อมแหล่งจ่าย 5 V จงหากระแสทำงาน ID ณ จุดที่เส้นไดโอดตัดกับเส้นโหลด
Vs = 5 V R = 220 Ω V0 = 0.6 V rd = 20 Ω
ID = mA
25. ระบบเลข ปานกลาง
ค่าประจำตำแหน่งใน two's complement 0 −128 0 64 1 32 1 16 1 8 1 4 1 2 0 1
รูปแบบ 8 บิต 0011 1110 เก็บจำนวนเต็มมีเครื่องหมายแบบ two's complement ค่าของมัน N ในเลขฐานสิบคือเท่าใด
0011 1110 8 bit
N =
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
AB CD 00 01 11 10 00 01 11 10 1 0 1 1 1 3 0 2 1 4 1 5 0 7 0 6 0 12 0 13 0 15 1 14 0 8 0 9 0 11 0 10
ใช้แผนที่คาร์โนห์หารูปผลคูณของผลบวก (POS) ที่น้อยที่สุดของ F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 3, 4, 5, 14) มีกี่พจน์ผลบวก (ตัวประกอบ) N
F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 3, 4, 5, 14)
N =
28. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ยาก
D Q3 Q3 D Q2 Q2 D Q1 Q1 D Q0 Q0 CLK SHIFT ชิฟต์รีจิสเตอร์ 4 บิต Q₃Q₂Q₁Q₀ เก็บค่า 1101 ทุกขอบสัญญาณนาฬิกา บิตเลื่อนไปทางขวาหนึ่งตำแหน่ง (Q₃ → Q₂ → Q₁ → Q₀, Q₀ หายไป) และอินพุตอนุกรมเข้าสู่ Q₃ อินพุตอนุกรมเป็น 0, 0, 1, 0, 1, 1 ที่ขอบ 6 จงหาสถานะสุดท้าย Q = Q₃Q₂Q₁Q₀ เป็นเลขฐานสิบ
Q₃Q₂Q₁Q₀ = 1101 0, 0, 1, 0, 1, 1
Q =
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
F(s) = (4s + 30)/(s² + 7s + 6) การแปลงผกผันของมันมีรูป f(t) = A·e−t + B·e−6t จงหาสัมประสิทธิ์ A ด้วยเศษส่วนย่อย
F(s) = (4s + 30)/(s² + 7s + 6)
A =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.1 y(0.1) = ? จงแก้ y″ + 11y′ + 30y = 0 โดย y(0) = 10 และ y′(0) = −10 ด้วยการแปลงลาปลาซ และหา y(0.1)
y″ + 11y′ + 30y = 0 y(0) = 10 y′(0) = −10 t = 0.1 s
y(0.1) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + K (s + 2)(s + 3) G(s) C(s) − พืช G(s) = K/((s + 2)(s + 3)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีการหน่วงวิกฤต (โพลจริงเท่ากันสองตัว)
G(s) = K/((s + 2)(s + 3)) ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
K =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 56 s(s + 9) G(s) C(s) 1 H − พืช G(s) = 56/(s(s + 9)) อยู่ในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 1 โพลวงปิดเป็นจำนวนเชิงซ้อน จงหาส่วนจริง σ ของพวกมัน
G(s) = 56/(s(s + 9)) H = 1
σ =
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 8/(s² + 2s + 8) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 8/(s² + 2s + 8)
ts = s
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
t (s) y(t) 1 tp = 0.1 s 4.3 % การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดของระบบอันดับสองที่ไม่มีศูนย์พุ่งเกิน 4.3 % และยอดแรกเกิดที่ t = 0.1 s จงหาความถี่ธรรมชาติ ωn
%OS = 4.3 % tp = 0.1 s
ωn = rad/s
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin C = 47 nF R = 4.7 kΩ vout
ตัวกรองความถี่สูงผ่าน RCที่แสดงมีR = 4.7 kΩ, C = 47 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 2.9 kHz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 4.7 kΩ C = 47 nF f = 2.9 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) = 106/(s(s + 3)(s + 7)) จงหาขอบอัตราขยาย GM ใน dB
L(s) = 106/(s(s + 3)(s + 7))
GM = dB
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + 20 1 s(s + 8)(s + 10) C(s) + วงในแผนภาพใช้ฟีดแบ็กบวก โดย L(s) = 20/(s(s + 8)(s + 10)) มีโพลวงปิดกี่ตัว N อยู่ในครึ่งระนาบขวา
L(s) = 20/(s(s + 8)(s + 10))
N =
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
Re Im −1 −2 −3 −4 −5 −6 −7 1 j1 j2 −0.5 สำหรับวง L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6)) จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้โพลวงปิดอยู่ที่ s = −0.5
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6)) s = −0.5
K =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = K/(s(s + 1)) ต้องตามแรมป์ r(t) = 1t ด้วยค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 0.01 จงหาอัตราขยาย K
G(s) = K/(s(s + 1)) r(t) = 1t ess = 0.01
K =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + Kp + Ki /s 4 s + 4 C(s) − ตัวควบคุม PI C(s) = Kp + Ki /s ขับโรงงาน G(s) = 4/(s + 4) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย วงปิดต้องมี ωₙ = 10 rad/s และ ζ = 1 จงหาอัตราขยายสัดส่วน Kp
G(s) = 4/(s + 4) ωₙ = 10 rad/s ζ = 1
Kp =