1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 20 Ω R3 = 10 Ω + − V1 24 V R2 6 Ω IR2 A R4 10 Ω B หากระแส IR2 ผ่าน R2
V1 = 24 V R1 = 20 Ω R2 = 6 Ω R3 = 10 Ω R4 = 10 Ω
IR2 = A
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 10 Ω R3 = 20 Ω R5 = 6 Ω + − V1 5 V R2 15 Ω A R4 6 Ω B R6 25 Ω
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 5 V R1 = 10 Ω R2 = 15 Ω R3 = 20 Ω R4 = 6 Ω R5 = 6 Ω R6 = 25 Ω
Req = Ω
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 5 Ω R3 = 5 Ω + − V1 15 V R2 12 Ω A R4 12 Ω B Is 3 A ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา แรงดันที่โหนด VA (วัดเทียบกับกราวด์)
V1 = 15 V Is = 3 A R1 = 5 Ω R2 = 12 Ω R3 = 5 Ω R4 = 12 Ω
VA = V
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 6 Ω R3 = 12 Ω + − V1 12 V R2 5 Ω A R4 30 Ω B Is ? ปรับแหล่งกำเนิดกระแสจนแรงดันโนดที่ A เป็น VA = 14.5 V ใช้การวิเคราะห์โนดหากระแสของแหล่งกำเนิด Is (ทิศทางตามที่แสดง)
V1 = 12 V R1 = 6 Ω R2 = 5 Ω R3 = 12 Ω R4 = 30 Ω VA = 14.5 V
Is = A
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 3 Ω R2 = 5 Ω IR2 + − V1 6 V R3 2 Ω A + − V2 9 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR2 ผ่าน R2 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 6 V V2 = 9 V R1 = 3 Ω R2 = 5 Ω R3 = 2 Ω
IR2 = A
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 6 Ω R2 = 2 Ω R3 = 2 Ω + − V1 24 V R4 25 Ω A R5 4 Ω B + − V2 9 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแสเมช I1 (ตามเข็มนาฬิกา)
V1 = 24 V V2 = 9 V R1 = 6 Ω R2 = 2 Ω R3 = 2 Ω R4 = 25 Ω R5 = 4 Ω
I1 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 5 Ω R3 = 5 Ω + − V1 18 V R2 5 Ω IR2 A R4 20 Ω B Is 1 A ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา กระแส IR2 ผ่าน R2 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 18 V Is = 1 A R1 = 5 Ω R2 = 5 Ω R3 = 5 Ω R4 = 20 Ω
IR2 = A
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 10 Ω R2 = 8 Ω IR2 R4 = 25 Ω + − V1 30 V R3 3 Ω A Is 0.5 A B + − V2 24 V ใช้หลักการซ้อนทับหากำลังไฟฟ้า PR2 ที่ R2 ดูดกลืน
V1 = 30 V Is = 0.5 A V2 = 24 V R1 = 10 Ω R2 = 8 Ω R3 = 3 Ω R4 = 25 Ω
PR2 = W
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 3 Ω R3 = 10 Ω + − V1 30 V R2 2 Ω A a b
หากระแสนอร์ตัน IN คือกระแสที่ไหลจาก a ไป b เมื่อลัดวงจรขั้ว
V1 = 30 V R1 = 3 Ω R2 = 2 Ω R3 = 10 Ω
IN = A
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 2 Ω R3 = 6 Ω + − V1 5 V R2 3 Ω A Is 4 A B RL 25 Ω IL ต่อโหลด RL = 25 Ω คร่อม a–b ใช้วงจรสมมูลเทวินินเพื่อหากำลัง PL ที่จ่ายให้โหลด
V1 = 5 V Is = 4 A R1 = 2 Ω R2 = 3 Ω R3 = 6 Ω RL = 25 Ω
PL = W
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
+ − Vs 5 V t = 0 R = 20 Ω L 150 mH i(t) ตัวเหนี่ยวนำไม่มีกระแสก่อนที่สวิตช์จะปิดที่ t = 0 หากระแส i ที่ t = 20 ms
Vs = 5 V R = 20 Ω L = 150 mH t = 20 ms
i = A
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 5 V t = 0 R = 6.8 kΩ C 22 µF + − vC vC (0) = 18 V
ก่อนสวิตช์ปิดที่ t = 0 ตัวเก็บประจุเก็บแรงดัน 18 V ตามขั้วที่แสดง ใช้เวลานานเท่าใดให้ vC ถึง 11.5 V หา t
Vs = 5 V R = 6.8 kΩ C = 22 µF vC (0) = 18 V
t = ms
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
V f0 = 50 Hz R L = 10 mH C = ? วงจร RLC อนุกรมที่มี L = 10 mH ต้องเรโซแนนซ์ที่ 50 Hz จงหาความจุ C ที่ต้องการ
f0 = 50 Hz L = 10 mH
C = µF
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
50 V 60 Hz R1 = 25 Ω R2 = 40 Ω C = 22 µF ตัวต้านทาน R1 ต่ออนุกรมกับ R2 ที่ต่อขนานกับตัวเก็บประจุ C คร่อมแหล่งจ่าย 50 V (rms) 60 Hz หาขนาดของอิมพีแดนซ์ |Z|
V = 50 V (rms) f = 60 Hz R1 = 25 Ω R2 = 40 Ω C = 22 µF
|Z| = Ω
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
มอเตอร์เฟสเดียวใช้กำลัง 37 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.6 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 400 V หากำลังรีแอกทีฟ Q ที่ดึงมา
P = 37 kW pf = 0.6 V = 400 V
Q = kvar
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
โหลดเฟสเดียวใช้กำลัง 25 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.8 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 230 V 50 Hz ตัวเก็บประจุที่ต่อขนานทำให้ตัวประกอบกำลังเพิ่มเป็น 0.95 หากำลังรีแอกทีฟ QC ที่ตัวเก็บประจุต้องจ่าย
P = 25 kW pf1 = 0.8 pf2 = 0.95 V = 230 V f = 50 Hz
QC = kvar
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 208 V IL = 100 A cos φ = 0.75 ล้าหลัง โหลดสามเฟสสมดุลดึงกระแสสาย 100 A จากแหล่งจ่ายที่มีแรงดันสาย–สาย 208 V ตัวประกอบกำลังคือ 0.75 ล้าหลัง หากำลังจริงรวม P ที่โหลดใช้ใน kW
VL = 208 V IL = 100 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 หากำลังรีแอกทีฟรวม QC ที่ชุดตัวเก็บประจุต้องจ่าย ใน kvar
P = 80 kW pf1 = 0.78 pf2 = 0.9 VL = 415 V f = 50 Hz
QC = kvar
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
ต่อตัวต้านทาน 4 Ω คร่อมขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงอุดมคติที่มีอัตราส่วนจำนวนรอบ N₁:N₂ = 6:1 หาความต้านทาน R1′ ที่มองเข้าไปจากขดลวดปฐมภูมิ
N1 :N2 = 6:1 RL = 4 Ω
R1′ = Ω
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 25 kVA มีการสูญเสียในแกน 100 W ที่โหลดพิกัดและตัวประกอบกำลัง 0.85 ล้าหลัง ประสิทธิภาพคือ 98% หาการสูญเสียในทองแดงที่โหลดเต็ม Pcu,fl เป็นวัตต์
S = 25 kVA Pcore = 100 W pf = 0.85 η = 98%
Pcu,fl = W
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = ? R1 = 2 kΩ Vin เลือกตัวต้านทานป้อนกลับ Rf ที่ทำให้เครื่องขยายแบบไม่กลับเฟสนี้มีอัตราขยายแรงดัน 5
R1 = 2 kΩ Av = 5
Rf = kΩ
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
− + Vout R2 = 1 kΩ V1 = 1.1 V R1 = 10 kΩ V2 = −1.2 V R3 = 22 kΩ R4 = 4.7 kΩ ออปแอมป์เป็นแบบอุดมคติและใช้แหล่งจ่าย ±15 V อัตราส่วนของตัวต้านทานไม่ตรงกัน จงหาแรงดันเอาต์พุต Vout
V1 = 1.1 V V2 = −1.2 V R1 = 10 kΩ R2 = 1 kΩ R3 = 22 kΩ R4 = 4.7 kΩ
Vout = V
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
RC = 4.7 kΩ β = 100 RE = 470 Ω VCC = 12 V R1 = 100 kΩ R2 = 15 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 100 มีไบแอสแบบตัวแบ่งแรงดันจาก VCC = 12 V: R₁ = 100 kΩ จาก VCC ไปยังเบส และ R₂ = 15 kΩ จากเบสไปกราวด์ ตัวต้านทานคอลเลกเตอร์คือ RC = 4.7 kΩ และตัวต้านทานอีมิตเตอร์คือ RE = 470 Ω ให้ VBE = 0.7 V และใช้วงจรสมมูลเทวินินของตัวแบ่ง (อย่าละเลยกระแสเบส) หาแรงดันคอลเลกเตอร์–อีมิตเตอร์ VCE
VCC = 12 V R1 = 100 kΩ R2 = 15 kΩ RC = 4.7 kΩ RE = 470 Ω β = 100
VCE = V
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
RC = 220 Ω β = 80 VCC = 5 V 5 V RB = ? ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 80 สวิตช์ตัวต้านทานโหลด 220 Ω ที่ต่อระหว่าง VCC = 5 V กับคอลเลกเตอร์ อีมิตเตอร์ต่อกราวด์ เบสถูกขับจากเอาต์พุตลอจิก 5 V ผ่านตัวต้านทานเบส RB ให้ VBE = 0.7 V และ VCE(sat) = 0.2 V หาตัวต้านทานเบสที่ใหญ่ที่สุด RB ใน kΩ ที่ยังขับทรานซิสเตอร์ให้อิ่มตัวพอดี
VCC = 5 V RC = 220 Ω β = 80 Vin = 5 V VBE = 0.7 V VCE(sat) = 0.2 V
RB = kΩ
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 −117 ใน two's complement 8 บิต อ่านเป็นจำนวนไม่มีเครื่องหมาย ค่าของรูปแบบ U เป็นเท่าใด
N = −117 8 bit
U =
26. ระบบเลข ยาก
8 bit 1 px 256 px 256 px M = ? KiB
ภาพที่ไม่บีบอัดมีขนาด 256 × 256 พิกเซล และมี 8 บิตต่อพิกเซล ใช้หน่วยความจำ M เท่าใด ในหน่วย KiB (1 KiB = 1024 ไบต์)
256 × 256 px 8 bit/px 1 KiB = 1024 B
M = KiB
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
A BC 00 01 11 10 0 1 1 0 1 1 1 3 1 2 0 4 0 5 1 7 0 6
ใช้แผนที่คาร์โนห์หารูปผลบวกของผลคูณ (SOP) ที่น้อยที่สุดของ F(A, B, C) = Σm(0, 1, 2, 3, 7) มีกี่พจน์ผลคูณ N
F(A, B, C) = Σm(0, 1, 2, 3, 7)
N =
28. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ยาก
ฟลิปฟล็อป JK ที่ทริกเกอร์ขอบขาขึ้นเริ่มด้วย Q = 0 และได้รับอินพุตที่แสดงที่ขอบขาขึ้นของนาฬิกา 8 ขอบ Q เปลี่ยนสถานะกี่ครั้ง N
Q₀ = 0 JK
N =
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (2s + 36)/(s² + 8s + 25) ด้วยการทำเป็นกำลังสองสมบูรณ์ และหาค่า f(0.1)
F(s) = (2s + 36)/(s² + 8s + 25) t = 0.1 s
f(0.1) =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.2 y(0.2) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 5y′ + 4y = 6·u(t) เริ่มจากหยุดนิ่ง (y(0) = 0, y′(0) = 0) และอินพุตเป็นฟังก์ชันขั้น u(t) = 2 สำหรับ t ≥ 0 จงใช้การแปลงลาปลาซหาเอาต์พุต y(0.2)
y″ + 5y′ + 4y = 6·u(t) u(t) = 2 y(0) = 0, y′(0) = 0 t = 0.2 s
y(0.2) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + K (s + 5)(s + 6) G(s) C(s) − พืช G(s) = K/((s + 5)(s + 6)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีการหน่วงวิกฤต (โพลจริงเท่ากันสองตัว)
G(s) = K/((s + 5)(s + 6)) ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
K =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 2 s + 2 G₁ + 9 s + 3 G₂ C(s) 2 H₁ − 0.25 H₂ − ลดรูปแผนภาพบล็อกที่มี G₁ = 2/(s + 2), G₂ = 9/(s + 3) การป้อนกลับลบภายใน H₁ = 2 รอบ G₂ และการป้อนกลับลบภายนอก H₂ = 0.25 จงหาอัตราขยาย DC T(0) ของ C(s)/R(s)
G₁ = 2/(s + 2) G₂ = 9/(s + 3) H₁ = 2 H₂ = 0.25
T(0) =
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 74/(s² + 7s + 37) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 74/(s² + 7s + 37)
tp = s
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 45/(s(s + 8)) จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดของลูปปิด โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 45/(s(s + 8))
ts = s
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
|H| (dB) 0.01 0.01 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 1000 1000 −60 −40 −20 0 20 40 60 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −90 −45 0 ω = 0.5 จงหาเฟส ∠G(jω) ของ G(s) = 7(s + 7)/(s(s + 18)) ที่ ω = 0.5 rad/s เป็นองศา
G(s) = 7(s + 7)/(s(s + 18)) ω = 0.5 rad/s
∠G(jω) = °
36. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ยาก
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 −100 −80 −60 −40 −20 0 20 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −270 −180 −90 0 ω180 วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = K/(s(s + 1)(s + 7)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ขอบอัตราขยาย 20 dB
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 7)) GM = 20 dB
K =
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K 1 s(s + 1)(s + 5) C(s) − วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5)) อัตราขยายถูกเพิ่มจนวงปิดอยู่ที่ขอบของเสถียรภาพ จงหาความถี่ ω ของการสั่นที่คงอยู่
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5))
ω = rad/s
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
root locus ของ L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10)) ออกจากแกนจริงระหว่าง s = 0 และ s = −8 จงหาจุดแยกออก sb
L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10))
sb =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
R(s) + K (s + 5)(s + 10) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/((s + 5)(s + 10)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 10 % สำหรับอินพุตขั้น
G(s) = K/((s + 5)(s + 10)) ess = 10 %
K =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + Kp + Ki /s 5 s + 5 C(s) − ตัวควบคุม PI C(s) = Kp + Ki /s ขับโรงงาน G(s) = 5/(s + 5) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย วงปิดต้องมี ωₙ = 6 rad/s และ ζ = 1 จงหาอัตราขยายอินทิกรัล Ki
G(s) = 5/(s + 5) ωₙ = 6 rad/s ζ = 1
Ki =