1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 5 Ω IR1 R3 = 12 Ω + − V1 30 V R2 8 Ω A R4 6 Ω B หากระแส IR1 ที่แหล่งจ่ายจ่ายออกมา ซึ่งไหลผ่าน R1
V1 = 30 V R1 = 5 Ω R2 = 8 Ω R3 = 12 Ω R4 = 6 Ω
IR1 = A
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 25 Ω IR1 R3 = 10 Ω R5 = 12 Ω + − V1 6 V R2 8 Ω A R4 6 Ω B R6 12 Ω หากระแส IR1 ที่แหล่งจ่ายจ่ายออกมา ซึ่งไหลผ่าน R1
V1 = 6 V R1 = 25 Ω R2 = 8 Ω R3 = 10 Ω R4 = 6 Ω R5 = 12 Ω R6 = 12 Ω
IR1 = A
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 4 Ω R3 = 5 Ω + − V1 6 V R2 10 Ω A R4 20 Ω B Is 1.5 A ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา แรงดันที่โหนด VB (วัดเทียบกับกราวด์)
V1 = 6 V Is = 1.5 A R1 = 4 Ω R2 = 10 Ω R3 = 5 Ω R4 = 20 Ω
VB = V
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 2 Ω R2 = 2 Ω IR2 R4 = 2 Ω + − V1 9 V R3 12 Ω A R5 6 Ω B Is 1 A − + V2 10 V ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา กระแส IR2 ผ่าน R2 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 9 V Is = 1 A V2 = 10 V R1 = 2 Ω R2 = 2 Ω R3 = 12 Ω R4 = 2 Ω R5 = 6 Ω
IR2 = A
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 20 Ω R2 = 12 Ω + − V1 9 V R3 5 Ω A + − V2 15 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแสเมช I2 (ตามเข็มนาฬิกา)
V1 = 9 V V2 = 15 V R1 = 20 Ω R2 = 12 Ω R3 = 5 Ω
I2 = A
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 20 Ω R2 = 6 Ω R3 = 8 Ω + − VR3 + − V1 18 V R4 5 Ω A R5 15 Ω B + − V2 12 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา แรงดัน VR3 ที่ตกคร่อม R3 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 18 V V2 = 12 V R1 = 20 Ω R2 = 6 Ω R3 = 8 Ω R4 = 5 Ω R5 = 15 Ω
VR3 = V
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 15 Ω R3 = 4 Ω IR3 + − V1 18 V R2 6 Ω A R4 15 Ω B Is 4 A ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา กระแส IR3 ผ่าน R3 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 18 V Is = 4 A R1 = 15 Ω R2 = 6 Ω R3 = 4 Ω R4 = 15 Ω
IR3 = A
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 25 Ω R2 = 2 Ω + − VR2 R4 = 15 Ω + − V1 6 V R3 25 Ω A Is 2 A B + − V2 12 V ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา แรงดัน VR2 ที่ตกคร่อม R2 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 6 V Is = 2 A V2 = 12 V R1 = 25 Ω R2 = 2 Ω R3 = 25 Ω R4 = 15 Ω
VR2 = V
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 10 Ω R3 = 15 Ω + − V1 18 V R2 3 Ω A a b
หาความต้านทานเทวินิน Rth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 18 V R1 = 10 Ω R2 = 3 Ω R3 = 15 Ω
Rth = Ω
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 8 Ω R3 = 20 Ω + − V1 6 V R2 4 Ω A Is 6 A B RL 3 Ω IL ต่อโหลด RL = 3 Ω คร่อม a–b ใช้วงจรสมมูลเทวินินเพื่อหากำลัง PL ที่จ่ายให้โหลด
V1 = 6 V Is = 6 A R1 = 8 Ω R2 = 4 Ω R3 = 20 Ω RL = 3 Ω
PL = W
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
R = 100 Ω t = 0 L 220 mH i(t) ตัวเหนี่ยวนำมีกระแสคงที่ 3 A ที่ t = 0 สวิตช์ปิดวงจรผ่าน R และแหล่งกำเนิดถูกถอดออก กระแสตัวเหนี่ยวนำจึงลดลงผ่าน R จงหาแรงดัน vR ตกคร่อม R ที่ t = 5 ms
i(0) = 3 A R = 100 Ω L = 220 mH t = 5 ms
vR = V
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 24 V t = 0 R = 1 kΩ C 220 µF + − vC vC (0) = 8 V
ก่อนสวิตช์ปิดที่ t = 0 ตัวเก็บประจุเก็บแรงดัน 8 V ตามขั้วที่แสดง หาแรงดัน vC คร่อมตัวเก็บประจุที่ t = 75 ms
Vs = 24 V R = 1 kΩ C = 220 µF vC (0) = 8 V t = 75 ms
vC = V
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
12 V 100 Hz R = 20 Ω L = 200 mH C = 47 µF I วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 12 V (rms) 100 Hz หากระแส rms I
V = 12 V (rms) f = 100 Hz R = 20 Ω L = 200 mH C = 47 µF
I = A
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
V f R = 10 Ω L = 200 mH C = 0.22 µF วงจร RLC อนุกรมมี R = 10 Ω, L = 200 mH และ C = 0.22 µF จงหาแบนด์วิดท์ B (ความกว้างของแถบระหว่างความถี่กำลังครึ่ง) ใน Hz
R = 10 Ω L = 200 mH C = 0.22 µF
B = Hz
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
โหลดเชิงเหนี่ยวนำดึง 7 A และ 1369 W จากแหล่งจ่ายเฟสเดียว 230 V (rms) จงจำลองเป็นความต้านทาน R อนุกรมกับรีแอกแตนซ์ X จงหา R
V = 230 V I = 7 A P = 1369 W
R = Ω
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
โหลดเฟสเดียวใช้กำลัง 30 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.7 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 240 V 50 Hz ตัวเก็บประจุที่ต่อขนานทำให้ตัวประกอบกำลังเพิ่มเป็น 0.98 หากำลังรีแอกทีฟ QC ที่ตัวเก็บประจุต้องจ่าย
P = 30 kW pf1 = 0.7 pf2 = 0.98 V = 240 V f = 50 Hz
QC = kvar
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 415 V IL = 40 A cos φ = 0.88 ล้าหลัง โหลดสามเฟสสมดุลดึงกระแสสาย 40 A จากแหล่งจ่ายที่มีแรงดันสาย–สาย 415 V ตัวประกอบกำลังคือ 0.88 ล้าหลัง หากำลังจริงรวม P ที่โหลดใช้ใน kW
VL = 415 V IL = 40 A cos φ = 0.88
P = kW
18. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ยาก
P = 150 kW φ1 S1 Q2 QC = ?
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 150 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.65 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 415 V (สาย–สาย) 50 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.9 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม หากำลังรีแอกทีฟรวม QC ที่ชุดตัวเก็บประจุต้องจ่าย ใน kvar
P = 150 kW pf1 = 0.65 pf2 = 0.9 VL = 415 V f = 50 Hz
QC = kvar
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
RL = 10 Ω 2 1 480 V V2 I1 = ? I2 หม้อแปลงอุดมคติที่มีอัตราส่วนจำนวนรอบ N₁:N₂ = 2:1 ป้อน 480 V ที่ขดลวดปฐมภูมิ ต่อตัวต้านทาน 10 Ω คร่อมขดลวดทุติยภูมิ หากระแสปฐมภูมิ I1
N1 :N2 = 2:1 V1 = 480 V RL = 10 Ω
I1 = A
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 25 kVA มีการสูญเสียในแกน 75 W และการสูญเสียในทองแดง 150 W ที่โหลดพิกัด ที่โหลดเท่าใด Sη,max ใน kVA ประสิทธิภาพจึงสูงสุด
S = 25 kVA Pcore = 75 W Pcu,fl = 150 W
Sη,max = kVA
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = 10 kΩ R1 = 10 kΩ Vin = 0.1 V ออปแอมป์เป็นแบบอุดมคติและใช้แหล่งจ่าย ±15 V หาแรงดันเอาต์พุต Vout
Vin = 0.1 V R1 = 10 kΩ Rf = 10 kΩ
Vout = V
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
− + Vout Rf = 22 kΩ V1 = 0.6 V R1 = 10 kΩ V2 = −0.9 V R2 = 47 kΩ เครื่องขยายแบบรวมสัญญาณใช้ออปแอมป์อุดมคติที่มีแหล่งจ่าย ±15 V หาแรงดันเอาต์พุต Vout
V1 = 0.6 V V2 = −0.9 V R1 = 10 kΩ R2 = 47 kΩ Rf = 22 kΩ
Vout = V
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
RC = 3.3 kΩ β = 100 IC = ? RE = 2.2 kΩ VCC = 20 V R1 = 33 kΩ R2 = 22 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 100 มีไบแอสแบบตัวแบ่งแรงดันจาก VCC = 20 V: R₁ = 33 kΩ จาก VCC ไปยังเบส และ R₂ = 22 kΩ จากเบสไปกราวด์ ตัวต้านทานคอลเลกเตอร์คือ RC = 3.3 kΩ และตัวต้านทานอีมิตเตอร์คือ RE = 2.2 kΩ ให้ VBE = 0.7 V และใช้วงจรสมมูลเทวินินของตัวแบ่ง (อย่าละเลยกระแสเบส) หากระแสคอลเลกเตอร์ IC ใน mA
VCC = 20 V R1 = 33 kΩ R2 = 22 kΩ RC = 3.3 kΩ RE = 2.2 kΩ β = 100
IC = mA
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
ไดโอดถูกจำลองเป็น 0.6 V อนุกรมกับ 20 Ω (นำกระแสเมื่อสูงกว่า 0.6 V) มันอนุกรมกับตัวต้านทาน 1000 Ω คร่อมแหล่งจ่าย 9 V จงหากระแสทำงาน ID ณ จุดที่เส้นไดโอดตัดกับเส้นโหลด
Vs = 9 V R = 1000 Ω V0 = 0.6 V rd = 20 Ω
ID = 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 −14 ใน two's complement 8 บิต อ่านเป็นจำนวนไม่มีเครื่องหมาย ค่าของรูปแบบ U เป็นเท่าใด
N = −14 8 bit
U =
26. ระบบเลข ยาก
รหัส 4377 ตัว, b = ? บิต ? 2ᵇ⁻¹ … ? 4 ? 2 ? 1
ระบบต้องให้รหัสฐานสองความยาวเท่ากันแก่สิ่งของ 4377 ชิ้น ชิ้นละหนึ่งรหัส ต้องใช้อย่างน้อยกี่บิต b
4377
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 = BC + AC + AC′ ให้เป็นรูปผลบวกของผลคูณที่น้อยที่สุด นิพจน์ที่ทำให้ง่ายแล้วมีกี่ลิเทอรัล L
F = BC + AC + AC′
L =
28. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ยาก
T Q0 Q0 T Q1 Q1 T Q2 Q2 T Q3 Q3 CLK MOD-11 ตัวนับมอด-11 แบบซิงโครนัสนับ 0, 1, …, 10 แล้ววนกลับเป็น 0 เริ่มที่ 4 หลังพัลส์นาฬิกา 21 พัลส์ จะแสดงค่านับ Q (เป็นเลขฐานสิบ) เท่าใด
Q0 = 4 21 N = 11
Q =
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (s + 29)/(s² + 2s + 10) ด้วยการทำเป็นกำลังสองสมบูรณ์ และหาค่า f(0.6)
F(s) = (s + 29)/(s² + 2s + 10) t = 0.6 s
f(0.6) =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.2 y(0.2) = ? จงแก้ y″ + 8y′ + 12y = 0 โดย y(0) = −3 และ y′(0) = 10 ด้วยการแปลงลาปลาซ และหา y(0.2)
y″ + 8y′ + 12y = 0 y(0) = −3 y′(0) = 10 t = 0.2 s
y(0.2) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
พืช G(s) = K/(s(s + 9)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีการหน่วงวิกฤต (โพลจริงเท่ากันสองตัว)
G(s) = K/(s(s + 9)) ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
K =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + K ตัวควบคุม + D(s) + 10 s + 1 พืช C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับพืช G(s) = 10/(s + 1) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 0.5 เข้าที่อินพุตของพืชขณะที่ R = 0 จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด K ที่ทำให้เอาต์พุตสถานะคงตัวไม่เกิน 0.5
G(s) = 10/(s + 1) D = 0.5 css ≤ 0.5
K =
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 63/(s² + 6s + 21) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 63/(s² + 6s + 21)
%OS = %
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
+ − 12 V R = 36 Ω L = 20 mH C = 10 µF vC วงจร RLC อนุกรมที่มี R = 36 Ω, L = 20 mH และ C = 10 µF ต่อกับแหล่งกำเนิดขั้นบันได 12 V ที่ t = 0 ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุ และไม่มีกระแสไหลก่อนการเปลี่ยนขั้น จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของแรงดันตกคร่อมตัวเก็บประจุ
R = 36 Ω L = 20 mH C = 10 µF V = 12 V
%OS = %
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin R = 1 kΩ C = 4.7 nF vout
ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน RCที่แสดงมีR = 1 kΩ, C = 4.7 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 17 kHz จงหาอัตราขยาย |H| = |vout /vin | ใน dB
R = 1 kΩ C = 4.7 nF f = 17 kHz
|H| = 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) = 308/(s(s + 8)(s + 9)) จงหาขอบอัตราขยาย GM ใน dB
L(s) = 308/(s(s + 8)(s + 9))
GM = dB
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K s + 8 s(s + 1)(s + 4) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K(s + 8)/(s(s + 1)(s + 4)) โดย K > 0 จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K(s + 8)/(s(s + 1)(s + 4))
Kmax =
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
Re Im −1 −2 −3 −4 −5 −6 −7 −8 −9 −10 1 j1 j2 วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K/(s(s + 8)(s + 1)(s + 4)) จงหาจุด σa ที่เส้นกำกับของ root locus ตัดแกนจริง
L(s) = K/(s(s + 8)(s + 1)(s + 4))
σa =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 1t + 4(s + 4) s(s + 2) C(s) − แรมป์ r(t) = 1t ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 4(s + 4)/(s(s + 2)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 4(s + 4)/(s(s + 2)) r(t) = 1t
ess =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + Kp + Ki /s 10 s + 2 C(s) − ตัวควบคุม PI C(s) = Kp + Ki /s ขับโรงงาน G(s) = 10/(s + 2) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย วงปิดต้องมี ωₙ = 3 rad/s และ ζ = 0.7 จงหาอัตราขยายอินทิกรัล Ki
G(s) = 10/(s + 2) ωₙ = 3 rad/s ζ = 0.7
Ki =