1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 5 Ω R3 = 3 Ω + − V1 15 V R2 8 Ω A R4 2 Ω B
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 15 V R1 = 5 Ω R2 = 8 Ω R3 = 3 Ω R4 = 2 Ω
Req = Ω
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 5 Ω R3 = 10 Ω R5 = 8 Ω + − V1 12 V R2 25 Ω A R4 25 Ω B R6 8 Ω
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 12 V R1 = 5 Ω R2 = 25 Ω R3 = 10 Ω R4 = 25 Ω R5 = 8 Ω R6 = 8 Ω
Req = Ω
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 10 Ω IR1 R3 = 8 Ω + − V1 6 V R2 8 Ω A R4 20 Ω B Is 1.5 A ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา กระแส IR1 ผ่าน R1 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 6 V Is = 1.5 A R1 = 10 Ω R2 = 8 Ω R3 = 8 Ω R4 = 20 Ω
IR1 = A
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 2 Ω IR1 R2 = 6 Ω R4 = 8 Ω + − V1 6 V R3 25 Ω A R5 25 Ω B Is 5 A + − V2 12 V ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา กระแส IR1 ผ่าน R1 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 6 V Is = 5 A V2 = 12 V R1 = 2 Ω R2 = 6 Ω R3 = 25 Ω R4 = 8 Ω R5 = 25 Ω
IR1 = A
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 15 Ω + − VR1 R2 = 5 Ω + − V1 15 V R3 15 Ω A + − V2 24 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา แรงดัน VR1 ที่ตกคร่อม R1 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 15 V V2 = 24 V R1 = 15 Ω R2 = 5 Ω R3 = 15 Ω
VR1 = V
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 12 Ω R2 = 20 Ω R3 = 25 Ω IR3 + − V1 30 V R4 4 Ω A R5 25 Ω B + − V2 6 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR3 ผ่าน R3 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 30 V V2 = 6 V R1 = 12 Ω R2 = 20 Ω R3 = 25 Ω R4 = 4 Ω R5 = 25 Ω
IR3 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 3 Ω IR1 R3 = 3 Ω + − V1 24 V R2 12 Ω A R4 10 Ω B Is 1.5 A ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา กระแส IR1 ผ่าน R1 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 24 V Is = 1.5 A R1 = 3 Ω R2 = 12 Ω R3 = 3 Ω R4 = 10 Ω
IR1 = A
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 4 Ω R2 = 8 Ω R4 = 6 Ω + − V1 15 V R3 5 Ω − + VR3 A Is 1.5 A B + − V2 5 V ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา แรงดัน VR3 ที่ตกคร่อม R3 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 15 V Is = 1.5 A V2 = 5 V R1 = 4 Ω R2 = 8 Ω R3 = 5 Ω R4 = 6 Ω
VR3 = V
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 3 Ω R3 = 12 Ω + − V1 18 V R2 3 Ω A RL 5 Ω IL B ต่อโหลด RL = 5 Ω คร่อม a–b แทนส่วนที่เหลือของวงจรด้วยวงจรสมมูลเทวินิน แล้วหากระแสโหลด IL
V1 = 18 V R1 = 3 Ω R2 = 3 Ω R3 = 12 Ω RL = 5 Ω
IL = A
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 15 Ω R3 = 3 Ω + − V1 5 V R2 25 Ω A Is 0.5 A B a b หาแรงดันเทวินิน Vth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 5 V Is = 0.5 A R1 = 15 Ω R2 = 25 Ω R3 = 3 Ω
Vth = V
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
ตัวเหนี่ยวนำมีกระแสคงที่ 2.5 A ที่ t = 0 สวิตช์ปิดวงจรผ่าน R และแหล่งกำเนิดถูกถอดออก กระแสตัวเหนี่ยวนำจึงลดลงผ่าน R หากระแส i ที่ t = 1 ms
i(0) = 2.5 A R = 68 Ω L = 10 mH t = 1 ms
i = A
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 10 V t = 0 R = 1 kΩ C 220 µF + − vC vC (0) = 18 V
ก่อนสวิตช์ปิดที่ t = 0 ตัวเก็บประจุเก็บแรงดัน 18 V ตามขั้วที่แสดง หาแรงดัน vC คร่อมตัวเก็บประจุที่ t = 300 ms
Vs = 10 V R = 1 kΩ C = 220 µF vC (0) = 18 V t = 300 ms
vC = V
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
12 V 200 Hz R = 50 Ω L = 100 mH C = 100 µF I วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 12 V (rms) 200 Hz หากระแส rms I
V = 12 V (rms) f = 200 Hz R = 50 Ω L = 100 mH C = 100 µF
I = A
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
12 V 50 Hz R = 80 Ω L = 250 mH C = 10 µF วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 12 V (rms) 50 Hz หาความถี่เรโซแนนซ์ f0 ของวงจร
V = 12 V (rms) f = 50 Hz R = 80 Ω L = 250 mH C = 10 µF
f0 = Hz
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
มอเตอร์เฟสเดียวใช้กำลัง 33 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.65 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 400 V หากำลังรีแอกทีฟ Q ที่ดึงมา
P = 33 kW pf = 0.65 V = 400 V
Q = kvar
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
โหลดเฟสเดียวใช้กำลัง 35 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.6 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 240 V 50 Hz ตัวเก็บประจุที่ต่อขนานทำให้ตัวประกอบกำลังเพิ่มเป็น 0.98 หาความจุ C ที่ต้องใช้
P = 35 kW pf1 = 0.6 pf2 = 0.98 V = 240 V f = 50 Hz
C = µF
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 415 V N Z = 12 + j16 Ω ต่อเฟส
โหลดต่อแบบ Y สมดุลที่มีอิมพีแดนซ์ 12 + j16 Ω ต่อเฟส ต่อกับแหล่งจ่ายสามเฟสสมดุลที่มีแรงดันสาย–สาย 415 V หากำลังจริงรวม P ที่โหลดดูดซับใน kW
VL = 415 V Z = 12 + j16 Ω ต่อเฟส
P = kW
18. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ยาก
P = 100 kW φ1 S1 Q2 QC
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 100 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.7 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 480 V (สาย–สาย) 60 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.9 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม ตัวเก็บประจุต่อแบบ Y หาความจุ Cph ของตัวเก็บประจุแต่ละตัวใน µF
P = 100 kW pf1 = 0.7 pf2 = 0.9 VL = 480 V f = 60 Hz
Cph = µF
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
เครื่องขยายเสียงที่มีความต้านทานขาออก 288 Ω ขับลำโพง 8 Ω ผ่านหม้อแปลงอุดมคติ เพื่อให้ถ่ายโอนกำลังสูงสุด ลำโพงต้องดูเหมือน 288 Ω จากเครื่องขยาย หาอัตราส่วนจำนวนรอบ a = N₁/N₂
Rs = 288 Ω RL = 8 Ω
a =
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 75 kVA มีการสูญเสียในแกน 375 W และการสูญเสียในทองแดง 562.5 W ที่โหลดพิกัด จ่ายโหลด 75% ของ kVA พิกัด ที่ตัวประกอบกำลัง 0.95 ล้าหลัง หาการสูญเสียรวม Ploss เป็นวัตต์ที่โหลดนี้
S = 75 kVA Pcore = 375 W Pcu,fl = 562.5 W x = 0.75 pf = 0.95
Ploss = W
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = 47 kΩ R1 = 10 kΩ Vin ออปแอมป์เป็นแบบอุดมคติและใช้แหล่งจ่าย ±15 V เอาต์พุตอิ่มตัวที่ ±13 V เครื่องขยายแบบไม่กลับเฟสถูกขับด้วยคลื่นไซน์ จงหาแอมพลิจูดอินพุตที่ใหญ่ที่สุด Vin,max (ค่ายอด) ที่เอาต์พุตไม่ถูกตัด
R1 = 10 kΩ Rf = 47 kΩ Vsat = ±13 V
Vin,max = V
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
Vin V1 Vout ภาคที่ 1: กลับเฟส R1 = 2 kΩ Rf1 = 10 kΩ ภาคที่ 2: ไม่กลับเฟส R2 = 22 kΩ Rf2 = 47 kΩ ภาคออปแอมป์อุดมคติสองภาคต่อแบบคาสเคด: เครื่องขยายแบบกลับเฟส (R1 , Rf1 ) ตามด้วยเครื่องขยายแบบไม่กลับเฟส (R2 ลงกราวด์ Rf2 ในวงป้อนกลับ) ทั้งสองใช้แหล่งจ่าย ±15 V จงหาอัตราขยายแรงดันรวม Av = Vout /Vin
R1 = 2 kΩ Rf1 = 10 kΩ R2 = 22 kΩ Rf2 = 47 kΩ
Av =
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
RC = 1 kΩ β = 75 IC = ? VCC = 10 V RB = 330 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 75 ถูกไบแอสด้วยตัวต้านทานเบส RB = 330 kΩ จากแหล่งจ่าย VCC = 10 V ตัวต้านทานคอลเลกเตอร์คือ RC = 1 kΩ และอีมิตเตอร์ต่อกราวด์ ให้ VBE = 0.7 V และสมมติว่าทรานซิสเตอร์อยู่ในบริเวณแอกทีฟ หากระแสคอลเลกเตอร์ IC ใน mA
VCC = 10 V RB = 330 kΩ RC = 1 kΩ β = 75 VBE = 0.7 V
IC = mA
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
ตัวควบคุมซีเนอร์ 3.3 V มีตัวต้านทานอนุกรม 680 Ω อินพุตเพิ่มขึ้นได้ถึง 23 V และโหลดอาจถูกถอดออก จงหากำลังสูงสุด PZ,max ที่ซีเนอร์ต้องสูญเสีย
Vin,max = 23 V VZ = 3.3 V R = 680 Ω
PZ,max = mW
25. ระบบเลข ปานกลาง
ค่าประจำตำแหน่งใน two's complement 1 −128 0 64 1 32 0 16 0 8 1 4 1 2 0 1
รูปแบบ 8 บิต 1010 0110 เก็บจำนวนเต็มมีเครื่องหมายแบบ two's complement ค่าของมัน N ในเลขฐานสิบคือเท่าใด
1010 0110 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 1110 << 3 ค่าของผลลัพธ์ R เป็นเท่าใดในเลขฐานสิบ
1110 1110 << 3
R =
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
AB CD 00 01 11 10 00 01 11 10 1 1 1 1 1 1 1 1
ในแผนที่คาร์โนห์นี้มี 1 เพียงตัวเดียวพอดีที่ไม่มี 1 อยู่ติดกัน จึงยังเป็นกลุ่มหนึ่งเซลล์ (มินเทอมเต็มที่มีสี่ลิเทอรัล) ในรูป SOP ที่น้อยที่สุด เพื่อนบ้านข้ามขอบแผนที่นับด้วย ให้คลิกเซลล์นั้น
F = Σm(1, 3, 5, 7, 9, 10, 13, 15)
1 AB = 00, CD = 00 2 AB = 00, CD = 01 3 AB = 00, CD = 11 4 AB = 00, CD = 10 5 AB = 01, CD = 00 6 AB = 01, CD = 01 7 AB = 01, CD = 11 8 AB = 01, CD = 10 9 AB = 11, CD = 00 10 AB = 11, CD = 01 11 AB = 11, CD = 11 12 AB = 11, CD = 10 13 AB = 10, CD = 00 14 AB = 10, CD = 01 15 AB = 10, CD = 11 16 AB = 10, CD = 10 28. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ยาก
D Q3 Q3 D Q2 Q2 D Q1 Q1 D Q0 Q0 CLK JOHNSON ตัวนับจอห์นสัน 4 บิต Q₃Q₂Q₁Q₀ เริ่มที่ 0000 ทุกขอบสัญญาณนาฬิกา บิตเลื่อนไปทางขวาหนึ่งตำแหน่ง (Q₃ → Q₂ → Q₁ → Q₀) และ Q₃ รับค่ากลับของ Q₀ จงหาสถานะ Q = Q₃Q₂Q₁Q₀ เป็นเลขฐานสิบหลัง 3 ขอบสัญญาณนาฬิกา
Q₃Q₂Q₁Q₀ = 0000 3
Q =
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
t (s) f(t) t = 0.25 f(0.25) = ? จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (2s + 24)/(s² + 8s + 16) และหาค่า f(0.25)
F(s) = (2s + 24)/(s² + 8s + 16) t = 0.25 s
f(0.25) =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
ระบบอธิบายด้วยสมการเชิงอนุพันธ์ y″ + 4y′ + 13y = 11u โดยมีอินพุต u(t) และเอาต์พุต y(t) จงหาฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = Y(s)/U(s) (เงื่อนไขเริ่มต้นเป็นศูนย์) และหาผลตอบสนองอิมพัลส์ g(t) ที่ t = 0.8 s จงหา g(0.8)
y″ + 4y′ + 13y = 11u t = 0.8 s
g(0.8) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 9 K + 8 s + 5 G(s) C(s) 1 H₁ − − พืช G(s) = 8/(s + 5) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 1 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 9 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาโพลวงปิด p
G(s) = 8/(s + 5) H₁ = 1 K = 9
p =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 6 s + 4 G₁ + 9 s + 3 G₂ C(s) 1 H₁ − 0.5 H₂ − ลดรูปแผนภาพบล็อกที่มี G₁ = 6/(s + 4), G₂ = 9/(s + 3) การป้อนกลับลบภายใน H₁ = 1 รอบ G₂ และการป้อนกลับลบภายนอก H₂ = 0.5 จงหาอัตราขยาย DC T(0) ของ C(s)/R(s)
G₁ = 6/(s + 4) G₂ = 9/(s + 3) H₁ = 1 H₂ = 0.5
T(0) =
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 26/(s² + 8s + 52) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาความถี่ธรรมชาติ ωn เป็น rad/s
G(s) = 26/(s² + 8s + 52)
ωn = rad/s
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
R(s) + 125 s(s + 12) G(s) C(s) − ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 125/(s(s + 12)) จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดของลูปปิด โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 125/(s(s + 12))
ts = s
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
|H| (dB) 0.1 1 10 100 1000 −60 −40 −20 0 20 ω (rad/s) ω = 2 จงหาขนาดที่แน่นอน |G(jω)| ของ G(s) = 1512/((s + 14)(s + 18)) ที่ ω = 2 rad/s ใน dB
G(s) = 1512/((s + 14)(s + 18)) ω = 2 rad/s
|G(jω)| = dB
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) = 234/(s(s + 5)(s + 6)) จงหาขอบอัตราขยาย GM ใน dB
L(s) = 234/(s(s + 5)(s + 6))
GM = dB
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K s + 2 (s − 1)(s + 2) C(s) − โรงงาน G(s) = (s + 2)/((s − 1)(s + 2)) มีโพลไม่เสถียรที่ s = 1 อัตราขยายสัดส่วน K ปิดวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยรอบมัน จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด Kmin ที่ทำให้วงปิดเสถียร
G(s) = (s + 2)/((s − 1)(s + 2))
Kmin =
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
root locus ของ L(s) = K/(s(s + 6)) แสดงไว้ จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้โพลวงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.6
L(s) = K/(s(s + 6)) ζ = 0.6
K =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 2t + 5 s(s + 1)(s + 4) C(s) − แรมป์ r(t) = 2t ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 5/(s(s + 1)(s + 4)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 5/(s(s + 1)(s + 4)) r(t) = 2t
ess =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + 2 + Kd s 10 s(s + 3) C(s) − ตัวควบคุม PD C(s) = 2 + Kd ·s ขับโรงงาน G(s) = 10/(s(s + 3)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยายอนุพันธ์ Kd ที่ทำให้วงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.707
G(s) = 10/(s(s + 3)) Kp = 2 ζ = 0.707
Kd = s