1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 2 Ω R3 = 5 Ω + − V1 24 V R2 2 Ω A R4 3 Ω B
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 24 V R1 = 2 Ω R2 = 2 Ω R3 = 5 Ω R4 = 3 Ω
Req = Ω
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 10 Ω IR1 R3 = 12 Ω R5 = 12 Ω + − V1 6 V R2 4 Ω A R4 12 Ω B R6 2 Ω หากระแส IR1 ที่แหล่งจ่ายจ่ายออกมา ซึ่งไหลผ่าน R1
V1 = 6 V R1 = 10 Ω R2 = 4 Ω R3 = 12 Ω R4 = 12 Ω R5 = 12 Ω R6 = 2 Ω
IR1 = A
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 10 Ω R3 = 12 Ω IR3 + − V1 18 V R2 2 Ω A R4 20 Ω B Is 3 A ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา กระแส IR3 ผ่าน R3 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 18 V Is = 3 A R1 = 10 Ω R2 = 2 Ω R3 = 12 Ω R4 = 20 Ω
IR3 = A
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 20 Ω R3 = 25 Ω + − V1 12 V R2 2 Ω A R4 25 Ω B Is ? ปรับแหล่งกำเนิดกระแสจนแรงดันโนดที่ A เป็น VA = 6 V ใช้การวิเคราะห์โนดหากระแสของแหล่งกำเนิด Is (ทิศทางตามที่แสดง)
V1 = 12 V R1 = 20 Ω R2 = 2 Ω R3 = 25 Ω R4 = 25 Ω VA = 6 V
Is = A
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 8 Ω R2 = 10 Ω + − V1 24 V R3 4 Ω A + − V2 30 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแสเมช I1 (ตามเข็มนาฬิกา)
V1 = 24 V V2 = 30 V R1 = 8 Ω R2 = 10 Ω R3 = 4 Ω
I1 = A
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 25 Ω R2 = 6 Ω R3 = 5 Ω IR3 + − V1 6 V R4 10 Ω A R5 8 Ω B + − V2 5 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR3 ผ่าน R3 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 6 V V2 = 5 V R1 = 25 Ω R2 = 6 Ω R3 = 5 Ω R4 = 10 Ω R5 = 8 Ω
IR3 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 10 Ω R3 = 3 Ω + − V1 24 V R2 12 Ω IR2 A R4 3 Ω B Is 1 A ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา กระแส IR2 ผ่าน R2 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 24 V Is = 1 A R1 = 10 Ω R2 = 12 Ω R3 = 3 Ω R4 = 3 Ω
IR2 = A
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 8 Ω R2 = 4 Ω − + VR2 R4 = 20 Ω + − V1 30 V R3 25 Ω A Is 0.5 A B − + V2 36 V ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา แรงดัน VR2 ที่ตกคร่อม R2 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 30 V Is = 0.5 A V2 = 36 V R1 = 8 Ω R2 = 4 Ω R3 = 25 Ω R4 = 20 Ω
VR2 = V
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 4 Ω R3 = 15 Ω + − V1 18 V R2 2 Ω A a b
หาแรงดันเทวินิน Vth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 18 V R1 = 4 Ω R2 = 2 Ω R3 = 15 Ω
Vth = V
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 2 Ω R3 = 15 Ω + − V1 12 V R2 2 Ω A Is 2.5 A B a b หาแรงดันเทวินิน Vth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 12 V Is = 2.5 A R1 = 2 Ω R2 = 2 Ω R3 = 15 Ω
Vth = V
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
ตัวเหนี่ยวนำมีกระแสคงที่ 2 A ที่ t = 0 สวิตช์ปิดวงจรผ่าน R และแหล่งกำเนิดถูกถอดออก กระแสตัวเหนี่ยวนำจึงลดลงผ่าน R ใช้เวลานานเท่าใด t กระแสจึงลดลงเหลือ 0.4 A
i(0) = 2 A R = 20 Ω L = 68 mH
t = ms
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 9 V R1 = 22 Ω R2 = 33 Ω เปิดที่ t = 0 L 22 mH i(t) สวิตช์คร่อม R2 ปิดมานานแล้ว กระแสตัวเหนี่ยวนำจึงคงตัว ที่ t = 0 สวิตช์เปิด จงหากระแสตัวเหนี่ยวนำ i ที่ t = 1 ms
Vs = 9 V R1 = 22 Ω R2 = 33 Ω L = 22 mH t = 1 ms
i = A
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
24 V 60 Hz R = 15 Ω L = 100 mH C = 47 µF วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 24 V (rms) 60 Hz หามุมเฟส φ ของอิมพีแดนซ์ ในหน่วยองศา (เป็นบวกเมื่อกระแสล้าหลังแรงดัน)
V = 24 V (rms) f = 60 Hz R = 15 Ω L = 100 mH C = 47 µF
φ = °
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
12 V 1000 Hz R = 15 Ω L = 50 mH C = 2.2 µF + − VC วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 12 V (rms) 1000 Hz หาแรงดัน rms VC คร่อมตัวเก็บประจุ
V = 12 V (rms) f = 1000 Hz R = 15 Ω L = 50 mH C = 2.2 µF
VC = V
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
มอเตอร์เฟสเดียวใช้กำลัง 28 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.75 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 230 V หากระแสในสาย I
P = 28 kW pf = 0.75 V = 230 V
I = A
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
โหลดเฟสเดียวใช้กำลัง 25 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.65 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 230 V 50 Hz ตัวเก็บประจุที่ต่อขนานทำให้ตัวประกอบกำลังเพิ่มเป็น 0.98 หากระแสในสายใหม่ Inew
P = 25 kW pf1 = 0.65 pf2 = 0.98 V = 230 V f = 50 Hz
Inew = A
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 400 V IL = 120 A cos φ = 0.75 ล้าหลัง โหลดสามเฟสสมดุลดึงกระแสสาย 120 A จากแหล่งจ่ายที่มีแรงดันสาย–สาย 400 V ตัวประกอบกำลังคือ 0.75 ล้าหลัง หากำลังจริงรวม P ที่โหลดใช้ใน kW
VL = 400 V IL = 120 A cos φ = 0.75
P = kW
18. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ยาก
P = 120 kW φ1 S1 Q2 QC
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 120 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.72 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 690 V (สาย–สาย) 50 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.95 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม ตัวเก็บประจุต่อแบบ Y หาความจุ Cph ของตัวเก็บประจุแต่ละตัวใน µF
P = 120 kW pf1 = 0.72 pf2 = 0.95 VL = 690 V f = 50 Hz
Cph = µF
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
RL = 4 Ω 2 1 240 V V2 I1 = ? I2 หม้อแปลงอุดมคติที่มีอัตราส่วนจำนวนรอบ N₁:N₂ = 2:1 ป้อน 240 V ที่ขดลวดปฐมภูมิ ต่อตัวต้านทาน 4 Ω คร่อมขดลวดทุติยภูมิ หากระแสปฐมภูมิ I1
N1 :N2 = 2:1 V1 = 240 V RL = 4 Ω
I1 = A
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 250 kVA มีการสูญเสียในแกน 1500 W และการสูญเสียในทองแดง 3750 W ที่โหลดพิกัด ที่โหลดเท่าใด Sη,max ใน kVA ประสิทธิภาพจึงสูงสุด
S = 250 kVA Pcore = 1500 W Pcu,fl = 3750 W
Sη,max = kVA
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = 4.7 kΩ Vin R1 = 2 kΩ ออปแอมป์เป็นแบบอุดมคติและใช้แหล่งจ่าย ±15 V เอาต์พุตอิ่มตัวที่ ±12 V เครื่องขยายแบบกลับเฟสถูกขับด้วยคลื่นไซน์ จงหาแอมพลิจูดอินพุตที่ใหญ่ที่สุด Vin,max (ค่ายอด) ที่เอาต์พุตไม่ถูกตัด
R1 = 2 kΩ Rf = 4.7 kΩ Vsat = ±12 V
Vin,max = V
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
− + Vout R2 = 100 kΩ V1 = 0.3 V R1 = 100 kΩ V2 = 1.1 V R3 = 100 kΩ R4 = 1 kΩ ออปแอมป์เป็นแบบอุดมคติและใช้แหล่งจ่าย ±15 V อัตราส่วนของตัวต้านทานไม่ตรงกัน จงหาแรงดันเอาต์พุต Vout
V1 = 0.3 V V2 = 1.1 V R1 = 100 kΩ R2 = 100 kΩ R3 = 100 kΩ R4 = 1 kΩ
Vout = V
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
+ − 18 V 220 Ω 3.3 V 1500 Ω IZ = ? ตัวควบคุมซีเนอร์ 3.3 V ได้รับแรงดันจาก 18 V ผ่าน 220 Ω และจ่ายให้โหลด 1500 Ω จงหากระแสซีเนอร์ IZ
Vin = 18 V VZ = 3.3 V R = 220 Ω RL = 1500 Ω
IZ = mA
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
RC = 680 Ω β = 80 IC = ? VCC = 24 V 3.3 V RB = 3.3 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 80 สวิตช์ตัวต้านทานโหลด 680 Ω ที่ต่อระหว่าง VCC = 24 V กับคอลเลกเตอร์ อีมิตเตอร์ต่อกราวด์ เบสถูกขับจากเอาต์พุตลอจิก 3.3 V ผ่านตัวต้านทานเบส RB = 3.3 kΩ ให้ VBE = 0.7 V และ VCE(sat) = 0.2 V หากระแสคอลเลกเตอร์ IC ใน mA เมื่ออินพุตสูง ตัดสินใจก่อนว่าทรานซิสเตอร์อิ่มตัวหรือไม่
VCC = 24 V RC = 680 Ω β = 80 Vin = 3.3 V VBE = 0.7 V VCE(sat) = 0.2 V RB = 3.3 kΩ
IC = mA
25. ระบบเลข ปานกลาง
two's complement 8 บิต 0 −128 0 64 0 32 0 16 0 8 0 4 0 2 0 1
ตั้งบิตให้เก็บ −46 ใน two's complement 8 บิต อ่านเป็นจำนวนไม่มีเครื่องหมาย ค่าของรูปแบบ U เป็นเท่าใด
N = −46 8 bit
U =
26. ระบบเลข ยาก
รหัส 2113 ตัว, b = ? บิต ? 2ᵇ⁻¹ … ? 4 ? 2 ? 1
ระบบต้องให้รหัสฐานสองความยาวเท่ากันแก่สิ่งของ 2113 ชิ้น ชิ้นละหนึ่งรหัส ต้องใช้อย่างน้อยกี่บิต b
2113
b = bit
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
A BC 00 01 11 10 0 1 0 1 3 2 4 5 7 6
จงทำ F = A′B′ + A′B′C + AB′C ให้เป็นรูปผลบวกของผลคูณที่น้อยที่สุด นิพจน์ที่ทำให้ง่ายแล้วมีกี่ลิเทอรัล L
F = A′B′ + A′B′C + AB′C
L =
28. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ยาก
ฟลิปฟล็อป JK ที่ทริกเกอร์ขอบขาขึ้นเริ่มด้วย Q = 0 และได้รับอินพุตที่แสดงที่ขอบขาขึ้นของนาฬิกา 6 ขอบ Q เปลี่ยนสถานะกี่ครั้ง N
Q₀ = 0 JK
N =
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
t (s) f(t) t = 0.75 f(0.75) = ? จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 45/(s(s + 2)(s + 5)) ด้วยเศษส่วนย่อย และหาค่า f(0.75)
F(s) = 45/(s(s + 2)(s + 5)) t = 0.75 s
f(0.75) =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.3 y(0.3) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 9y′ + 18y = 36·u(t) โดย y(0) = 4 และ y′(0) = 0 ที่ t = 0 มีอินพุตฟังก์ชันขั้น u(t) = 1 ป้อนเข้า จงใช้การแปลงลาปลาซหา y(0.3)
y″ + 9y′ + 18y = 36·u(t) y(0) = 4 y′(0) = 0 u(t) = 1 t = 0.3 s
y(0.3) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
วงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 40/(s(s + 4)) สัญญาณอ้างอิงเป็นฟังก์ชันทางลาด r(t) = 5·t จงหาค่าผิดพลาดสถานะคงตัว ess
G(s) = 40/(s(s + 4)) r(t) = 5·t
ess =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 22 ตัวควบคุม + D(s) + 4 s + 8 พืช C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 22 ขับพืช G(s) = 4/(s + 8) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย สิ่งรบกวน D เข้าที่อินพุตของพืช (บวกเข้ากับเอาต์พุตของตัวควบคุม) เมื่อ R = 0 ป้อนฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 10 จงหาเอาต์พุตสถานะคงตัว css
K = 22 G(s) = 4/(s + 8) D = 10 R = 0
css =
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 31/(s² + 2s + 31) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย โพลคือ s = σ ± jωd จงหาส่วนจริง σ
G(s) = 31/(s² + 2s + 31)
σ =
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
R(s) + 240 s(s + 10) G(s) C(s) − ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 240/(s(s + 10)) จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดของลูปปิด โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 240/(s(s + 10))
ts = s
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin L = 100 mH C = 2.2 µF R = 20 Ω vout ในตัวกรองแถบผ่าน RLC อนุกรมที่แสดง เอาต์พุตอยู่คร่อม R = 20 Ω โดย L = 100 mH และ C = 2.2 µF จงหาความถี่กลาง (เรโซแนนซ์) f0 ใน Hz
R = 20 Ω L = 100 mH C = 2.2 µF
f0 = Hz
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) = 34/(s(s + 2)(s + 4)) จงหาขอบอัตราขยาย GM ใน dB
L(s) = 34/(s(s + 2)(s + 4))
GM = dB
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K s + 8 (s − 1)(s + 2) C(s) − โรงงาน G(s) = (s + 8)/((s − 1)(s + 2)) มีโพลไม่เสถียรที่ s = 1 อัตราขยายสัดส่วน K ปิดวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยรอบมัน จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด Kmin ที่ทำให้วงปิดเสถียร
G(s) = (s + 8)/((s − 1)(s + 2))
Kmin =
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K(s + 1)/(s(s + 2)(s + 5)) จงหาจุด σa ที่เส้นกำกับของ root locus ตัดแกนจริง
L(s) = K(s + 1)/(s(s + 2)(s + 5))
σa =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
R(s) + K (s + 1)(s + 2) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/((s + 1)(s + 2)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 10 % สำหรับอินพุตขั้น
G(s) = K/((s + 1)(s + 2)) ess = 10 %
K =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + K = 40 2 s(s + 8) C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 40 ขับโรงงาน G(s) = 2/(s(s + 8)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 2/(s(s + 8)) K = 40
ts = s