1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 6 Ω R3 = 5 Ω + − V1 6 V R2 10 Ω A R4 5 Ω B
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 6 V R1 = 6 Ω R2 = 10 Ω R3 = 5 Ω R4 = 5 Ω
Req = Ω
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 4 Ω R3 = 15 Ω R5 = 25 Ω + − V1 6 V R2 4 Ω A R4 25 Ω B R6 25 Ω
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 6 V R1 = 4 Ω R2 = 4 Ω R3 = 15 Ω R4 = 25 Ω R5 = 25 Ω R6 = 25 Ω
Req = Ω
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 2 Ω R3 = 12 Ω IR3 + − V1 12 V R2 8 Ω A R4 6 Ω B Is 5 A ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา กระแส IR3 ผ่าน R3 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 12 V Is = 5 A R1 = 2 Ω R2 = 8 Ω R3 = 12 Ω R4 = 6 Ω
IR3 = A
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 5 Ω IR1 R2 = 5 Ω R4 = 12 Ω + − V1 30 V R3 12 Ω A R5 5 Ω B Is 2 A − + V2 18 V ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา กระแส IR1 ผ่าน R1 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 30 V Is = 2 A V2 = 18 V R1 = 5 Ω R2 = 5 Ω R3 = 12 Ω R4 = 12 Ω R5 = 5 Ω
IR1 = A
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 8 Ω + − VR1 R2 = 10 Ω + − V1 30 V R3 4 Ω A + − V2 6 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา แรงดัน VR1 ที่ตกคร่อม R1 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 30 V V2 = 6 V R1 = 8 Ω R2 = 10 Ω R3 = 4 Ω
VR1 = V
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 3 Ω IR1 R2 = 25 Ω R3 = 2 Ω + − V1 18 V R4 10 Ω A R5 10 Ω B + − V2 5 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR1 ผ่าน R1 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 18 V V2 = 5 V R1 = 3 Ω R2 = 25 Ω R3 = 2 Ω R4 = 10 Ω R5 = 10 Ω
IR1 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 12 Ω R3 = 6 Ω IR3 + − V1 10 V R2 4 Ω A R4 6 Ω B Is ? จงหาค่าของแหล่งกำเนิดกระแส Is (ทิศทางตามที่แสดง) ที่ทำให้กระแส IR3 ผ่าน R3 เท่ากับศูนย์
V1 = 10 V R1 = 12 Ω R2 = 4 Ω R3 = 6 Ω R4 = 6 Ω
Is = A
8. การซ้อนทับ ยาก
วงจรเชิงเส้น V1 V2 Is I RL วงจรตัวต้านทานเชิงเส้นมีแหล่งกำเนิดอิสระสามตัว: V1 , V2 และ Is วัดกระแส I ผ่านโหลดสามครั้ง เมื่อทุกแหล่งกำเนิดมีค่าปกติ I = −13.5 mA เมื่อ V1 เป็นสองเท่าและอีกสองตัวไม่เปลี่ยน I = −15 mA เมื่อกลับทิศของ Is และอีกสองตัวไม่เปลี่ยน I = 0.5 mA จงหากระแสโหลด I เมื่อปิด V2 และ V1 กับ Is มีค่าปกติ
ปกติ: I = −13.5 mA 2·V1 : I = −15 mA −Is : I = 0.5 mA
I = mA
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 2 Ω R3 = 15 Ω + − V1 30 V R2 3 Ω A a b
หาแรงดันเทวินิน Vth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 30 V R1 = 2 Ω R2 = 3 Ω R3 = 15 Ω
Vth = V
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 5 Ω R3 = 4 Ω + − V1 30 V R2 25 Ω A Is 6 A B a b หากระแสนอร์ตัน IN คือกระแสที่ไหลจาก a ไป b เมื่อลัดวงจรขั้ว
V1 = 30 V Is = 6 A R1 = 5 Ω R2 = 25 Ω R3 = 4 Ω
IN = A
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
+ − Vs 24 V t = 0 R = 100 Ω L 150 mH i(t) ตัวเหนี่ยวนำไม่มีกระแสก่อนที่สวิตช์จะปิดที่ t = 0 หากระแส i ที่ t = 2 ms
Vs = 24 V R = 100 Ω L = 150 mH t = 2 ms
i = A
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 24 V t = 0 R = 1 kΩ C 220 µF + − vC vC (0) = 5 V
ก่อนสวิตช์ปิดที่ t = 0 ตัวเก็บประจุเก็บแรงดัน 5 V ตามขั้วที่แสดง ใช้เวลานานเท่าใดให้ vC ถึง 20.2 V หา t
Vs = 24 V R = 1 kΩ C = 220 µF vC (0) = 5 V
t = ms
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
10 V 60 Hz R = 50 Ω L = 20 mH C = 4.7 µF I วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 10 V (rms) 60 Hz หากระแส rms I
V = 10 V (rms) f = 60 Hz R = 50 Ω L = 20 mH C = 4.7 µF
I = A
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
12 V 500 Hz R = 15 Ω L = 50 mH C = 4.7 µF วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 12 V (rms) 500 Hz หาความถี่เรโซแนนซ์ f0 ของวงจร
V = 12 V (rms) f = 500 Hz R = 15 Ω L = 50 mH C = 4.7 µF
f0 = Hz
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
โหลดเชิงเหนี่ยวนำดึง 10 A และ 840 W จากแหล่งจ่ายเฟสเดียว 120 V (rms) จงจำลองเป็นความต้านทาน R อนุกรมกับรีแอกแตนซ์ X จงหา R
V = 120 V I = 10 A P = 840 W
R = Ω
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
10 V 50 Hz Rs = 8 Ω Xs = j30 Ω ZL = ? แหล่งกำเนิด 10 V (rms) 50 Hz มีอิมพีแดนซ์ภายใน Zs = 8 + j30 Ω เลือกอิมพีแดนซ์โหลด ZL ได้อย่างอิสระ โหลดสำหรับกำลังสูงสุดสร้างจากตัวต้านทานอนุกรมกับตัวเก็บประจุ จงหาความจุ C
Vs = 10 V (rms) f = 50 Hz Zs = 8 + j30 Ω
C = µF
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 415 V IL = 30 A cos φ = 0.92 ล้าหลัง โหลดสามเฟสสมดุลดึงกระแสสาย 30 A จากแหล่งจ่ายที่มีแรงดันสาย–สาย 415 V ตัวประกอบกำลังคือ 0.92 ล้าหลัง หากำลังจริงรวม P ที่โหลดใช้ใน kW
VL = 415 V IL = 30 A cos φ = 0.92
P = kW
18. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ยาก
P = 120 kW φ1 S1 Q2 QC
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 120 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.8 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 415 V (สาย–สาย) 50 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.95 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม ตัวเก็บประจุต่อแบบ Δ หาความจุ Cph ของตัวเก็บประจุแต่ละตัวใน µF
P = 120 kW pf1 = 0.8 pf2 = 0.95 VL = 415 V f = 50 Hz
Cph = µF
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
4800 V 240 V IHV = ? ILV 100 kVA หม้อแปลงเฟสเดียว 100 kVA 4800/240 V ทำงานที่โหลดพิกัด ถือว่าเป็นอุดมคติ หากระแส IHV ในขดลวดแรงดันสูง
S = 100 kVA V1 = 4800 V V2 = 240 V
IHV = A
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 100 kVA มีการสูญเสียในแกน 600 W และการสูญเสียในทองแดง 2400 W ที่โหลดพิกัด จ่ายโหลด 75% ของ kVA พิกัด ที่ตัวประกอบกำลัง 0.9 ล้าหลัง หาการสูญเสียรวม Ploss เป็นวัตต์ที่โหลดนี้
S = 100 kVA Pcore = 600 W Pcu,fl = 2400 W x = 0.75 pf = 0.9
Ploss = W
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = 47 kΩ R1 = 47 kΩ Vin = 1.9 V ออปแอมป์เป็นแบบอุดมคติและใช้แหล่งจ่าย ±15 V หาแรงดันเอาต์พุต Vout
Vin = 1.9 V R1 = 47 kΩ Rf = 47 kΩ
Vout = V
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
Vin V1 Vout ภาคที่ 1: กลับเฟส R1 = 1 kΩ Rf1 = 2 kΩ ภาคที่ 2: ไม่กลับเฟส R2 = 4.7 kΩ Rf2 = 2 kΩ ภาคออปแอมป์อุดมคติสองภาคต่อแบบคาสเคด: เครื่องขยายแบบกลับเฟส (R1 , Rf1 ) ตามด้วยเครื่องขยายแบบไม่กลับเฟส (R2 ลงกราวด์ Rf2 ในวงป้อนกลับ) ทั้งสองใช้แหล่งจ่าย ±15 V จงหาอัตราขยายแรงดันรวม Av = Vout /Vin
R1 = 1 kΩ Rf1 = 2 kΩ R2 = 4.7 kΩ Rf2 = 2 kΩ
Av =
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
+ − 12 V R = ? 2 × 2.2 V 10 mA LED 2 เขียว ตัว (แรงดันไปข้างหน้าตัวละ 2.2 V) ต่ออนุกรมกับตัวต้านทานเข้ากับแหล่งจ่าย 12 V จงหาความต้านทาน R ที่ตั้งกระแสเป็น 10 mA
Vs = 12 V VF = 2.2 V n = 2 I = 10 mA
R = Ω
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
RC = 470 Ω β = 150 IC = ? VCC = 24 V 3.3 V RB = 1 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 150 สวิตช์ตัวต้านทานโหลด 470 Ω ที่ต่อระหว่าง VCC = 24 V กับคอลเลกเตอร์ อีมิตเตอร์ต่อกราวด์ เบสถูกขับจากเอาต์พุตลอจิก 3.3 V ผ่านตัวต้านทานเบส RB = 1 kΩ ให้ VBE = 0.7 V และ VCE(sat) = 0.2 V หากระแสคอลเลกเตอร์ IC ใน mA เมื่ออินพุตสูง ตัดสินใจก่อนว่าทรานซิสเตอร์อิ่มตัวหรือไม่
VCC = 24 V RC = 470 Ω β = 150 Vin = 3.3 V VBE = 0.7 V VCE(sat) = 0.2 V RB = 1 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 −95 ใน two's complement 8 บิต อ่านเป็นจำนวนไม่มีเครื่องหมาย ค่าของรูปแบบ U เป็นเท่าใด
N = −95 8 bit
U =
26. ระบบเลข ยาก
รหัส 2271 ตัว, b = ? บิต ? 2ᵇ⁻¹ … ? 4 ? 2 ? 1
ระบบต้องให้รหัสฐานสองความยาวเท่ากันแก่สิ่งของ 2271 ชิ้น ชิ้นละหนึ่งรหัส ต้องใช้อย่างน้อยกี่บิต b
2271
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 + BC′ + A′B′C + AC ให้เป็นรูปผลบวกของผลคูณที่น้อยที่สุด นิพจน์ที่ทำให้ง่ายแล้วมีกี่ลิเทอรัล L
F = A′B + BC′ + A′B′C + AC
L =
28. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ยาก
AB CD 00 01 11 10 00 01 11 10 1 0 0 1 X 3 0 2 1 4 0 5 1 7 1 6 0 12 1 13 X 15 1 14 1 8 0 9 0 11 0 10
สำหรับ F(A, B, C, D) = Σm(0, 4, 6, 7, 8, 13, 14) + d(3, 15) โดย d แทนเงื่อนไขไม่สนใจ จงหาจำนวน N ของไพรม์อิมพลิแคนต์จำเป็น
F(A, B, C, D) = Σm(0, 4, 6, 7, 8, 13, 14) + d(3, 15)
N =
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
t (s) f(t) t = 1.2 f(1.2) = ? จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 40/(s(s + 1)(s + 3)) ด้วยเศษส่วนย่อย และหาค่า f(1.2)
F(s) = 40/(s(s + 1)(s + 3)) t = 1.2 s
f(1.2) =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.1 y(0.1) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 11y′ + 30y = 120·u(t) โดย y(0) = 2 และ y′(0) = 0 ที่ t = 0 มีอินพุตฟังก์ชันขั้น u(t) = 4 ป้อนเข้า จงใช้การแปลงลาปลาซหา y(0.1)
y″ + 11y′ + 30y = 120·u(t) y(0) = 2 y′(0) = 0 u(t) = 4 t = 0.1 s
y(0.1) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + K (s + 3)(s + 9) G(s) C(s) − พืช G(s) = K/((s + 3)(s + 9)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีการหน่วงวิกฤต (โพลจริงเท่ากันสองตัว)
G(s) = K/((s + 3)(s + 9)) ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
K =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + K ตัวควบคุม + D(s) + 4 s + 7 พืช C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับพืช G(s) = 4/(s + 7) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 5 เข้าที่อินพุตของพืชขณะที่ R = 0 จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด K ที่ทำให้เอาต์พุตสถานะคงตัวไม่เกิน 0.1429
G(s) = 4/(s + 7) D = 5 css ≤ 0.1429
K =
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 35.5/(s² + 10s + 71) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 35.5/(s² + 10s + 71)
tp = s
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
ระบบอันดับสองที่ไม่มีศูนย์ต้องมีการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดที่พุ่งเกิน 15 % จงหาอัตราส่วนความหน่วง ζ
%OS = 15 %
ζ =
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
|H| (dB) 0.1 1 10 100 1000 −80 −60 −40 −20 0 20 40 ω (rad/s) ω = 8 จงหาขนาดที่แน่นอน |G(jω)| ของ G(s) = 960/((s + 3)(s + 20)) ที่ ω = 8 rad/s ใน dB
G(s) = 960/((s + 3)(s + 20)) ω = 8 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) = 50/(s(s + 2)(s + 5)) จงหาความถี่จุดตัดเฟส ω180 ที่ ∠L(jω) = −180°
L(s) = 50/(s(s + 2)(s + 5))
ω180 = rad/s
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K = 20.25 1 s(s + 3)(s + 6) C(s) − วงในแผนภาพทำงานที่ K = 20.25 และ L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6)) เพิ่มอัตราขยายได้กี่เท่า m ก่อนที่วงปิดจะไม่เสถียร
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 6)) K = 20.25
m =
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
สำหรับวง L(s) = K/(s(s + 2)(s + 10)) จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้โพลวงปิดอยู่ที่ s = −1
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 10)) s = −1
K =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
R(s) + K (s + 1)(s + 2) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/((s + 1)(s + 2)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 5 % สำหรับอินพุตขั้น
G(s) = K/((s + 1)(s + 2)) ess = 5 %
K =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + K = 20 4 s(s + 5) C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 20 ขับโรงงาน G(s) = 4/(s(s + 5)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 4/(s(s + 5)) K = 20
ts = s