1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 3 Ω R3 = 5 Ω + − V1 15 V R2 20 Ω A R4 6 Ω B
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 15 V R1 = 3 Ω R2 = 20 Ω R3 = 5 Ω R4 = 6 Ω
Req = Ω
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 20 Ω R3 = 8 Ω R5 = 30 Ω + − V1 10 V R2 12 Ω A R4 30 Ω B R6 12 Ω
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 10 V R1 = 20 Ω R2 = 12 Ω R3 = 8 Ω R4 = 30 Ω R5 = 30 Ω R6 = 12 Ω
Req = Ω
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 6 Ω R3 = 20 Ω + − V1 18 V R2 12 Ω A R4 15 Ω B Is 2.5 A ใช้การวิเคราะห์โนดหากำลัง PIs ที่แหล่งกำเนิดกระแส Is จ่าย
V1 = 18 V Is = 2.5 A R1 = 6 Ω R2 = 12 Ω R3 = 20 Ω R4 = 15 Ω
PIs = W
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 20 Ω R2 = 25 Ω R4 = 10 Ω + − V1 10 V R3 12 Ω A R5 30 Ω B Is 2 A − + V2 12 V ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา แรงดันที่โหนด VA (วัดเทียบกับกราวด์)
V1 = 10 V Is = 2 A V2 = 12 V R1 = 20 Ω R2 = 25 Ω R3 = 12 Ω R4 = 10 Ω R5 = 30 Ω
VA = V
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 3 Ω R2 = 15 Ω + − V1 6 V R3 4 Ω A + − V2 6 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแสเมช I2 (ตามเข็มนาฬิกา)
V1 = 6 V V2 = 6 V R1 = 3 Ω R2 = 15 Ω R3 = 4 Ω
I2 = A
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 25 Ω R2 = 2 Ω R3 = 2 Ω + − V1 15 V R4 20 Ω A R5 25 Ω B + − V2 36 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแสเมช I1 (ตามเข็มนาฬิกา)
V1 = 15 V V2 = 36 V R1 = 25 Ω R2 = 2 Ω R3 = 2 Ω R4 = 20 Ω R5 = 25 Ω
I1 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 15 Ω IR1 R3 = 2 Ω + − V1 30 V R2 10 Ω A R4 6 Ω B Is 3 A ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา กระแส IR1 ผ่าน R1 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 30 V Is = 3 A R1 = 15 Ω R2 = 10 Ω R3 = 2 Ω R4 = 6 Ω
IR1 = A
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 30 Ω R2 = 2 Ω R4 = 15 Ω + − V1 15 V R3 25 Ω IR3 A Is 1 A B + − V2 ? จงหาค่าของแหล่งกำเนิดแรงดัน V2 (ขั้วตามที่แสดง) ที่ทำให้กระแส IR3 ผ่าน R3 เท่ากับศูนย์
V1 = 15 V Is = 1 A R1 = 30 Ω R2 = 2 Ω R3 = 25 Ω R4 = 15 Ω
V2 = V
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 6 Ω R3 = 2 Ω + − V1 15 V R2 20 Ω A a b
หากระแสนอร์ตัน IN คือกระแสที่ไหลจาก a ไป b เมื่อลัดวงจรขั้ว
V1 = 15 V R1 = 6 Ω R2 = 20 Ω R3 = 2 Ω
IN = A
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 8 Ω R3 = 15 Ω + − V1 5 V R2 12 Ω A Is 3 A B a b หาแรงดันเทวินิน Vth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 5 V Is = 3 A R1 = 8 Ω R2 = 12 Ω R3 = 15 Ω
Vth = V
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
+ − Vs 5 V t = 0 R = 50 Ω L 150 mH i(t) ตัวเหนี่ยวนำไม่มีกระแสก่อนที่สวิตช์จะปิดที่ t = 0 หาแรงดัน vL คร่อมตัวเหนี่ยวนำที่ t = 5 ms
Vs = 5 V R = 50 Ω L = 150 mH t = 5 ms
vL = V
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 20 V t = 0 R = 3.3 kΩ C 47 µF + − vC vC (0) = 4 V
ก่อนสวิตช์ปิดที่ t = 0 ตัวเก็บประจุเก็บแรงดัน 4 V ตามขั้วที่แสดง ใช้เวลานานเท่าใดให้ vC ถึง 15.2 V หา t
Vs = 20 V R = 3.3 kΩ C = 47 µF vC (0) = 4 V
t = ms
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
V f0 = 100 Hz R L = 5 mH C = ? วงจร RLC อนุกรมที่มี L = 5 mH ต้องเรโซแนนซ์ที่ 100 Hz จงหาความจุ C ที่ต้องการ
f0 = 100 Hz L = 5 mH
C = µF
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
50 V 60 Hz R = 15 Ω L = 250 mH C = 10 µF + − VC วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 50 V (rms) 60 Hz หาแรงดัน rms VC คร่อมตัวเก็บประจุ
V = 50 V (rms) f = 60 Hz R = 15 Ω L = 250 mH C = 10 µF
VC = V
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
400 V 1 6 kW, 0.7 2 18 kW, 1 I โหลดสองตัวต่อขนานกันกับแหล่งจ่ายเฟสเดียว 400 V: โหลด 6 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.7 แบบตามหลัง และ ฮีตเตอร์ 18 kW (ตัวประกอบกำลังเท่ากับหนึ่ง) จงหาตัวประกอบกำลังรวม cos φ ที่แหล่งจ่ายเห็น
V = 400 V P1 = 6 kW, pf1 = 0.7 ล้าหลัง P2 = 18 kW, pf2 = 1
cos φ =
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
10 V 50 Hz Rs = 2 Ω Xs = j3 Ω ZL = ? แหล่งกำเนิด 10 V (rms) 50 Hz มีอิมพีแดนซ์ภายใน Zs = 2 + j3 Ω เลือกอิมพีแดนซ์โหลด ZL ได้อย่างอิสระ โหลดสำหรับกำลังสูงสุดสร้างจากตัวต้านทานอนุกรมกับตัวเก็บประจุ จงหาความจุ C
Vs = 10 V (rms) f = 50 Hz Zs = 2 + j3 Ω
C = µF
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 415 V IL = ? M 37 kW, η = 94% cos φ = 0.9 มอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสให้กำลังกลขาออก 37 kW ที่โหลดเต็มพิกัด ที่โหลดนี้ประสิทธิภาพ 94% และตัวประกอบกำลัง 0.9 ล้าหลัง แหล่งจ่ายมีแรงดันสาย–สาย 415 V หากระแสสาย IL
Pout = 37 kW η = 94% cos φ = 0.9 VL = 415 V
IL = A
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 Δ หาความจุ Cph ของตัวเก็บประจุแต่ละตัวใน µF
P = 100 kW pf1 = 0.7 pf2 = 0.9 VL = 480 V f = 60 Hz
Cph = µF
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
11000 V 400 V IHV = ? ILV 25 kVA หม้อแปลงเฟสเดียว 25 kVA 11000/400 V ทำงานที่โหลดพิกัด ถือว่าเป็นอุดมคติ หากระแส IHV ในขดลวดแรงดันสูง
S = 25 kVA V1 = 11000 V V2 = 400 V
IHV = A
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
pf 0.95 200 kVA, η = 98.2% หม้อแปลงเฟสเดียว 200 kVA มีการสูญเสียในแกน 1600 W ที่โหลดพิกัดและตัวประกอบกำลัง 0.95 ล้าหลัง ประสิทธิภาพคือ 98.2% หาการสูญเสียในทองแดงที่โหลดเต็ม Pcu,fl เป็นวัตต์
S = 200 kVA Pcore = 1600 W pf = 0.95 η = 98.2%
Pcu,fl = W
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = ? R1 = 1 kΩ Vin เลือกตัวต้านทานป้อนกลับ Rf ที่ทำให้เครื่องขยายแบบไม่กลับเฟสนี้มีอัตราขยายแรงดัน 15
R1 = 1 kΩ Av = 15
Rf = kΩ
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
− + Vout C = 0.47 µF Vin = 1.4 V R = 2.2 kΩ วงจรอินทิเกรเตอร์ใช้ออปแอมป์อุดมคติที่มีแหล่งจ่าย ±15 V เอาต์พุตอิ่มตัวที่ ±13 V ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุเมื่อป้อนอินพุตคงที่ Vin = 1.4 V ที่ t = 0 จงหาแรงดันเอาต์พุต Vout ที่ t = 5 ms
Vin = 1.4 V R = 2.2 kΩ C = 0.47 µF Vsat = ±13 V t = 5 ms
Vout = V
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
RC = 2.2 kΩ β = 100 RE = 680 Ω VCC = 15 V R1 = 47 kΩ R2 = 12 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 100 มีไบแอสแบบตัวแบ่งแรงดันจาก VCC = 15 V: R₁ = 47 kΩ จาก VCC ไปยังเบส และ R₂ = 12 kΩ จากเบสไปกราวด์ ตัวต้านทานคอลเลกเตอร์คือ RC = 2.2 kΩ และตัวต้านทานอีมิตเตอร์คือ RE = 680 Ω ให้ VBE = 0.7 V และใช้วงจรสมมูลเทวินินของตัวแบ่ง (อย่าละเลยกระแสเบส) หาแรงดันคอลเลกเตอร์–อีมิตเตอร์ VCE
VCC = 15 V R1 = 47 kΩ R2 = 12 kΩ RC = 2.2 kΩ RE = 680 Ω β = 100
VCE = V
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
ตัวควบคุมซีเนอร์ 6.2 V มีตัวต้านทานอนุกรม 150 Ω อินพุตเพิ่มขึ้นได้ถึง 22 V และโหลดอาจถูกถอดออก จงหากำลังสูงสุด PZ,max ที่ซีเนอร์ต้องสูญเสีย
Vin,max = 22 V VZ = 6.2 V R = 150 Ω
PZ,max = mW
25. ระบบเลข ปานกลาง
ค่าประจำตำแหน่งใน two's complement 1 −128 0 64 1 32 1 16 1 8 1 4 0 2 0 1
รูปแบบ 8 บิต 1011 1100 เก็บจำนวนเต็มมีเครื่องหมายแบบ two's complement ค่าของมัน N ในเลขฐานสิบคือเท่าใด
1011 1100 8 bit
N =
26. ระบบเลข ยาก
32 บิต two's complement, N = ? ? เครื่องหมาย ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
จำนวนเต็มที่ติดลบมากที่สุด N ที่เก็บได้ใน two's complement 32 บิตคือเท่าใด
32 bit
N =
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
AB CD 00 01 11 10 00 01 11 10 1 0 0 1 1 3 0 2 0 4 0 5 0 7 1 6 1 12 0 13 0 15 1 14 0 8 0 9 0 11 1 10
ใช้แผนที่คาร์โนห์หารูปผลบวกของผลคูณ (SOP) ที่น้อยที่สุดของ F(A, B, C, D) = Σm(0, 3, 6, 10, 12, 14) มีกี่พจน์ผลคูณ N
F(A, B, C, D) = Σm(0, 3, 6, 10, 12, 14)
N =
28. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ยาก
ฟลิปฟล็อป JK ที่ทริกเกอร์ขอบขาขึ้นเริ่มด้วย Q = 0 และได้รับอินพุตที่แสดง ให้คลิกขอบสัญญาณนาฬิกาแรกที่ Q เปลี่ยนจาก 1 กลับเป็น 0
Q₀ = 0 JK
1 ขอบสัญญาณนาฬิกา 1 2 ขอบสัญญาณนาฬิกา 2 3 ขอบสัญญาณนาฬิกา 3 4 ขอบสัญญาณนาฬิกา 4 5 ขอบสัญญาณนาฬิกา 5 6 ขอบสัญญาณนาฬิกา 6 7 ขอบสัญญาณนาฬิกา 7 29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
F(s) = (3s + 22)/(s² + 7s + 12) การแปลงผกผันของมันมีรูป f(t) = A·e−3t + B·e−4t จงหาสัมประสิทธิ์ A ด้วยเศษส่วนย่อย
F(s) = (3s + 22)/(s² + 7s + 12)
A =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
ระบบอธิบายด้วยสมการเชิงอนุพันธ์ y″ + 4y′ + 20y = 6u โดยมีอินพุต u(t) และเอาต์พุต y(t) จงหาฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = Y(s)/U(s) (เงื่อนไขเริ่มต้นเป็นศูนย์) และหาผลตอบสนองอิมพัลส์ g(t) ที่ t = 0.25 s จงหา g(0.25)
y″ + 4y′ + 20y = 6u t = 0.25 s
g(0.25) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
พืช G(s) = 8/(s + 5) ถูกควบคุมในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 0.5 จงหาค่าคงที่เวลา τ ของวงปิด
G(s) = 8/(s + 5) H = 0.5
τ = s
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 70 s(s + 5) G(s) C(s) 0.5 H − พืช G(s) = 70/(s(s + 5)) อยู่ในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 0.5 โพลวงปิดเป็นจำนวนเชิงซ้อน จงหาส่วนจินตภาพ ωd ของพวกมัน (ค่าบวก) ใน rad/s
G(s) = 70/(s(s + 5)) H = 0.5
ωd = rad/s
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 39/(s² + 6s + 39) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 39/(s² + 6s + 39)
ts = s
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
t (s) y(t) 1 tp = 1.5 s 50 % การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดของระบบอันดับสองที่ไม่มีศูนย์พุ่งเกิน 50 % และยอดแรกเกิดที่ t = 1.5 s จงหาความถี่ธรรมชาติ ωn
%OS = 50 % tp = 1.5 s
ωn = rad/s
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin L = 50 mH C = 0.1 µF R = 50 Ω vout ในตัวกรองแถบผ่าน RLC อนุกรมที่แสดง เอาต์พุตอยู่คร่อม R = 50 Ω โดย L = 50 mH และ C = 0.1 µF จงหาตัวประกอบคุณภาพ Q
R = 50 Ω L = 50 mH C = 0.1 µF
Q =
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) = 396/(s(s + 4)(s + 10)) จงหาความถี่จุดตัดเฟส ω180 ที่ ∠L(jω) = −180°
L(s) = 396/(s(s + 4)(s + 10))
ω180 = rad/s
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + 360 1 s(s + 4)(s + 6) C(s) − วงในแผนภาพมีฟีดแบ็กลบและ L(s) = 360/(s(s + 4)(s + 6)) มีโพลวงปิดกี่ตัว N อยู่ในครึ่งระนาบขวา
L(s) = 360/(s(s + 4)(s + 6))
N =
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
Re Im −1 −2 −3 −4 −5 −6 −7 −8 1 j1 j2 root locus ของ L(s) = K(s + 7)/(s(s + 3)) ออกจากแกนจริงระหว่าง s = 0 และ s = −3 วนเป็นวงกลมและรวมแกนจริงอีกครั้งทางซ้ายของศูนย์ จงหาจุดแยกออก sb
L(s) = K(s + 7)/(s(s + 3))
sb =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = K/(s(s + 2)) ต้องตามแรมป์ r(t) = 1t ด้วยค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 0.02 จงหาอัตราขยาย K
G(s) = K/(s(s + 2)) r(t) = 1t ess = 0.02
K =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + K = 4 10 s(s + 4) C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 4 ขับโรงงาน G(s) = 10/(s(s + 4)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 10/(s(s + 4)) K = 4
ts = s