1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 3 Ω R3 = 20 Ω + − V1 9 V R2 20 Ω A R4 10 Ω B
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 9 V R1 = 3 Ω R2 = 20 Ω R3 = 20 Ω R4 = 10 Ω
Req = Ω
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 20 Ω R3 = 25 Ω R5 = 25 Ω + − V1 10 V R2 12 Ω A R4 10 Ω B R6 4 Ω
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 10 V R1 = 20 Ω R2 = 12 Ω R3 = 25 Ω R4 = 10 Ω R5 = 25 Ω R6 = 4 Ω
Req = Ω
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 20 Ω + − V1 24 V R2 15 Ω − + V2 18 V I2 R3 2 Ω + − V3 9 V A สามกิ่งต่อระหว่างโนด A กับกราวด์ ตามที่แสดง ใช้การวิเคราะห์โนดหากระแส I2 ในกิ่ง 2 ซึ่งไหลขึ้นเข้าสู่โนด A ตามทิศของลูกศร
V1 = 24 V R1 = 20 Ω V2 = 18 V R2 = 15 Ω V3 = 9 V R3 = 2 Ω
I2 = A
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 10 Ω R2 = 15 Ω R4 = 8 Ω IR4 + − V1 6 V R3 2 Ω A R5 30 Ω B Is 3 A + − V2 6 V ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา กระแส IR4 ผ่าน R4 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 6 V Is = 3 A V2 = 6 V R1 = 10 Ω R2 = 15 Ω R3 = 2 Ω R4 = 8 Ω R5 = 30 Ω
IR4 = A
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 3 Ω R2 = 4 Ω IR2 + − V1 12 V R3 12 Ω A + − V2 10 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR2 ผ่าน R2 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 12 V V2 = 10 V R1 = 3 Ω R2 = 4 Ω R3 = 12 Ω
IR2 = A
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 2 Ω R2 = 6 Ω R3 = 3 Ω + − VR3 + − V1 15 V R4 8 Ω A R5 12 Ω B + − V2 24 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา แรงดัน VR3 ที่ตกคร่อม R3 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 15 V V2 = 24 V R1 = 2 Ω R2 = 6 Ω R3 = 3 Ω R4 = 8 Ω R5 = 12 Ω
VR3 = V
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 6 Ω IR1 R3 = 3 Ω + − V1 6 V R2 6 Ω A R4 6 Ω B Is 2 A ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา กระแส IR1 ผ่าน R1 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 6 V Is = 2 A R1 = 6 Ω R2 = 6 Ω R3 = 3 Ω R4 = 6 Ω
IR1 = A
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 4 Ω R2 = 2 Ω R4 = 30 Ω IR4 + − V1 5 V R3 10 Ω A Is 1.5 A B − + V2 36 V ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา กระแส IR4 ผ่าน R4 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 5 V Is = 1.5 A V2 = 36 V R1 = 4 Ω R2 = 2 Ω R3 = 10 Ω R4 = 30 Ω
IR4 = A
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 4 Ω R3 = 6 Ω + − V1 30 V R2 3 Ω A a b
หาแรงดันเทวินิน Vth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 30 V R1 = 4 Ω R2 = 3 Ω R3 = 6 Ω
Vth = V
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 8 Ω R3 = 15 Ω + − V1 10 V R2 6 Ω A Is 2 A B RL 3 Ω IL ต่อโหลด RL = 3 Ω คร่อม a–b ใช้วงจรสมมูลเทวินินเพื่อหากำลัง PL ที่จ่ายให้โหลด
V1 = 10 V Is = 2 A R1 = 8 Ω R2 = 6 Ω R3 = 15 Ω RL = 3 Ω
PL = W
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
ตัวเหนี่ยวนำมีกระแสคงที่ 0.5 A ที่ t = 0 สวิตช์ปิดวงจรผ่าน R และแหล่งกำเนิดถูกถอดออก กระแสตัวเหนี่ยวนำจึงลดลงผ่าน R หากระแส i ที่ t = 1 ms
i(0) = 0.5 A R = 47 Ω L = 22 mH t = 1 ms
i = A
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 6 V t = 0 R = 6.8 kΩ C 33 µF + − vC vC (0) = 2 V
ก่อนสวิตช์ปิดที่ t = 0 ตัวเก็บประจุเก็บแรงดัน 2 V ตามขั้วที่แสดง ใช้เวลานานเท่าใดให้ vC ถึง 3.6 V หา t
Vs = 6 V R = 6.8 kΩ C = 33 µF vC (0) = 2 V
t = ms
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
230 V 60 Hz R = 60 Ω L = 20 mH C = 22 µF วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 230 V (rms) 60 Hz หามุมเฟส φ ของอิมพีแดนซ์ ในหน่วยองศา (เป็นบวกเมื่อกระแสล้าหลังแรงดัน)
V = 230 V (rms) f = 60 Hz R = 60 Ω L = 20 mH C = 22 µF
φ = °
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
24 V 1000 Hz R = 30 Ω L = 50 mH C = 2.2 µF วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 24 V (rms) 1000 Hz หาความถี่เรโซแนนซ์ f0 ของวงจร
V = 24 V (rms) f = 1000 Hz R = 30 Ω L = 50 mH C = 2.2 µF
f0 = Hz
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
มอเตอร์เฟสเดียวใช้กำลัง 21 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.85 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 230 V หากำลังรีแอกทีฟ Q ที่ดึงมา
P = 21 kW pf = 0.85 V = 230 V
Q = kvar
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
โหลดเฟสเดียวใช้กำลัง 15 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.8 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 240 V 60 Hz ตัวเก็บประจุที่ต่อขนานทำให้ตัวประกอบกำลังเพิ่มเป็น 0.95 หากำลังรีแอกทีฟ QC ที่ตัวเก็บประจุต้องจ่าย
P = 15 kW pf1 = 0.8 pf2 = 0.95 V = 240 V f = 60 Hz
QC = kvar
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 480 V IL = 25 A cos φ = 0.75 ล้าหลัง โหลดสามเฟสสมดุลดึงกระแสสาย 25 A จากแหล่งจ่ายที่มีแรงดันสาย–สาย 480 V ตัวประกอบกำลังคือ 0.75 ล้าหลัง หากำลังจริงรวม P ที่โหลดใช้ใน kW
VL = 480 V IL = 25 A cos φ = 0.75
P = kW
18. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ยาก
P = 80 kW φ1 S1 Q2 QC
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 80 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.78 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 415 V (สาย–สาย) 50 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.9 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม ตัวเก็บประจุต่อแบบ Δ หาความจุ Cph ของตัวเก็บประจุแต่ละตัวใน µF
P = 80 kW pf1 = 0.78 pf2 = 0.9 VL = 415 V f = 50 Hz
Cph = µF
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
480 V 240 V IHV ILV = ? 100 kVA หม้อแปลงเฟสเดียว 100 kVA 480/240 V ทำงานที่โหลดพิกัด ถือว่าเป็นอุดมคติ หากระแส ILV ในขดลวดแรงดันต่ำ
S = 100 kVA V1 = 480 V V2 = 240 V
ILV = A
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 500 kVA มีการสูญเสียในแกน 4000 W และการสูญเสียในทองแดง 6000 W ที่โหลดพิกัด จ่ายโหลด 75% ของ kVA พิกัด ที่ตัวประกอบกำลัง 0.9 ล้าหลัง หาการสูญเสียรวม Ploss เป็นวัตต์ที่โหลดนี้
S = 500 kVA Pcore = 4000 W Pcu,fl = 6000 W x = 0.75 pf = 0.9
Ploss = W
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout R2 = 22 kΩ V1 = 3 V R1 = 10 kΩ V2 = 2.4 V R3 = 10 kΩ R4 = 22 kΩ เครื่องขยายผลต่างใช้ออปแอมป์อุดมคติที่มีแหล่งจ่าย ±15 V โดย R3 = R1 และ R4 = R2 หาแรงดันเอาต์พุต Vout
V1 = 3 V V2 = 2.4 V R1 = R3 = 10 kΩ R2 = R4 = 22 kΩ
Vout = V
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
Vin V1 Vout ภาคที่ 1: กลับเฟส R1 = 4.7 kΩ Rf1 = 10 kΩ ภาคที่ 2: ไม่กลับเฟส R2 = 100 kΩ Rf2 = 22 kΩ ภาคออปแอมป์อุดมคติสองภาคต่อแบบคาสเคด: เครื่องขยายแบบกลับเฟส (R1 , Rf1 ) ตามด้วยเครื่องขยายแบบไม่กลับเฟส (R2 ลงกราวด์ Rf2 ในวงป้อนกลับ) ทั้งสองใช้แหล่งจ่าย ±15 V อินพุตคือ Vin = 0.75 V จงหาแรงดันเอาต์พุต Vout
R1 = 4.7 kΩ Rf1 = 10 kΩ R2 = 100 kΩ Rf2 = 22 kΩ Vin = 0.75 V
Vout = V
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
+ − 24 V R = ? 5 × 2.1 V 10 mA LED 5 เหลือง ตัว (แรงดันไปข้างหน้าตัวละ 2.1 V) ต่ออนุกรมกับตัวต้านทานเข้ากับแหล่งจ่าย 24 V จงหาความต้านทาน R ที่ตั้งกระแสเป็น 10 mA
Vs = 24 V VF = 2.1 V n = 5 I = 10 mA
R = Ω
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
RC = 150 Ω β = 100 VCC = 9 V 3.3 V RB = ? ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 100 สวิตช์ตัวต้านทานโหลด 150 Ω ที่ต่อระหว่าง VCC = 9 V กับคอลเลกเตอร์ อีมิตเตอร์ต่อกราวด์ เบสถูกขับจากเอาต์พุตลอจิก 3.3 V ผ่านตัวต้านทานเบส RB ให้ VBE = 0.7 V และ VCE(sat) = 0.2 V เพื่อให้สวิตช์ทำงานได้เชื่อถือได้ ให้ออกแบบกระแสเบสเป็น 5 เท่าของค่าต่ำสุดที่ต้องใช้เพื่อให้อิ่มตัว หา RB ใน kΩ
VCC = 9 V RC = 150 Ω β = 100 Vin = 3.3 V VBE = 0.7 V VCE(sat) = 0.2 V การขับเกิน = 5
RB = kΩ
25. ระบบเลข ปานกลาง
ค่าประจำตำแหน่งใน two's complement 1 −128 1 64 1 32 1 16 1 8 0 4 0 2 1 1
รูปแบบ 8 บิต 1111 1001 เก็บจำนวนเต็มมีเครื่องหมายแบบ two's complement ค่าของมัน N ในเลขฐานสิบคือเท่าใด
1111 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 0100 0101 XOR 1011 0111 ค่าของผลลัพธ์ R เป็นเท่าใดในเลขฐานสิบ
0100 0101 XOR 1011 0111
R =
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
A BC 00 01 11 10 0 1 1 0 1 1 1 3 1 2 0 4 1 5 0 7 1 6
ใช้แผนที่คาร์โนห์หารูปผลคูณของผลบวก (POS) ที่น้อยที่สุดของ F(A, B, C) = Σm(0, 1, 2, 3, 5, 6) มีกี่พจน์ผลบวก (ตัวประกอบ) N
F(A, B, C) = Σm(0, 1, 2, 3, 5, 6)
N =
28. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ยาก
AB CD 00 01 11 10 00 01 11 10 X 0 1 1 0 3 1 2 0 4 1 5 X 7 0 6 0 12 0 13 0 15 1 14 1 8 0 9 0 11 X 10
สำหรับ F(A, B, C, D) = Σm(1, 2, 5, 8, 14) + d(0, 7, 10) โดย d แทนเงื่อนไขไม่สนใจ จงหาจำนวน N ของไพรม์อิมพลิแคนต์จำเป็น
F(A, B, C, D) = Σm(1, 2, 5, 8, 14) + d(0, 7, 10)
N =
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 60/(s(s + 1)(s + 2)) ด้วยเศษส่วนย่อย และหาค่า f(1)
F(s) = 60/(s(s + 1)(s + 2)) t = 1 s
f(1) =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.4 y(0.4) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 7y′ + 10y = 15·u(t) เริ่มจากหยุดนิ่ง (y(0) = 0, y′(0) = 0) และอินพุตเป็นฟังก์ชันขั้น u(t) = 10 สำหรับ t ≥ 0 จงใช้การแปลงลาปลาซหาเอาต์พุต y(0.4)
y″ + 7y′ + 10y = 15·u(t) u(t) = 10 y(0) = 0, y′(0) = 0 t = 0.4 s
y(0.4) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + K (s + 7)(s + 12) G(s) C(s) − พืช G(s) = K/((s + 7)(s + 12)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีการหน่วงวิกฤต (โพลจริงเท่ากันสองตัว)
G(s) = K/((s + 7)(s + 12)) ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
K =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + K s(s + 6)(s + 7) G(s) C(s) − พืช G(s) = K/(s(s + 6)(s + 7)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ที่อัตราขยายเสถียรมากที่สุด วงจะแกว่ง จงหาความถี่การแกว่ง ω ใน rad/s
G(s) = K/(s(s + 6)(s + 7)) ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
ω = rad/s
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 194/(s² + 4s + 97) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 194/(s² + 4s + 97)
tp = s
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
ระบบอันดับสองที่ไม่มีศูนย์ต้องมีการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดที่พุ่งเกิน 12 % จงหาอัตราส่วนความหน่วง ζ
%OS = 12 %
ζ =
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin R = 1 kΩ C = 4.7 nF vout
ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน RCที่แสดงมีR = 1 kΩ, C = 4.7 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 8.5 kHz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 1 kΩ C = 4.7 nF f = 8.5 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) = 134/(s(s + 5)(s + 10)) จงหาขอบอัตราขยาย GM ใน dB
L(s) = 134/(s(s + 5)(s + 10))
GM = dB
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K 1 s(s + 4)(s + 10) C(s) − วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)) จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))
Kmax =
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
root locus ของ L(s) = K/(s(s + 10)) แสดงไว้ จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้โพลวงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.5
L(s) = K/(s(s + 10)) ζ = 0.5
K =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
R(s) + K (s + 4)(s + 10) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/((s + 4)(s + 10)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 2 % สำหรับอินพุตขั้น
G(s) = K/((s + 4)(s + 10)) ess = 2 %
K =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + K = 16 4 s(s + 4) C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 16 ขับโรงงาน G(s) = 4/(s(s + 4)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 4/(s(s + 4)) K = 16
tp = s