1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 20 Ω R3 = 5 Ω + − V1 18 V R2 6 Ω A R4 20 Ω B
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 18 V R1 = 20 Ω R2 = 6 Ω R3 = 5 Ω R4 = 20 Ω
Req = Ω
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 25 Ω R3 = 8 Ω R5 = 4 Ω + − V1 24 V R2 6 Ω A R4 2 Ω B R6 10 Ω
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 24 V R1 = 25 Ω R2 = 6 Ω R3 = 8 Ω R4 = 2 Ω R5 = 4 Ω R6 = 10 Ω
Req = Ω
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 15 Ω R3 = 8 Ω IR3 + − V1 12 V R2 8 Ω A R4 2 Ω B Is 1 A ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา กระแส IR3 ผ่าน R3 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 12 V Is = 1 A R1 = 15 Ω R2 = 8 Ω R3 = 8 Ω R4 = 2 Ω
IR3 = A
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 12 Ω R3 = 2 Ω + − V1 6 V R2 20 Ω A R4 4 Ω B Is ? ปรับแหล่งกำเนิดกระแสจนแรงดันโนดที่ A เป็น VA = 6 V ใช้การวิเคราะห์โนดหากระแสของแหล่งกำเนิด Is (ทิศทางตามที่แสดง)
V1 = 6 V R1 = 12 Ω R2 = 20 Ω R3 = 2 Ω R4 = 4 Ω VA = 6 V
Is = A
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 5 Ω + − VR1 R2 = 2 Ω + − V1 6 V R3 20 Ω A + − V2 18 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา แรงดัน VR1 ที่ตกคร่อม R1 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 6 V V2 = 18 V R1 = 5 Ω R2 = 2 Ω R3 = 20 Ω
VR1 = V
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 20 Ω R2 = 2 Ω R3 = 20 Ω IR3 + − V1 36 V R4 12 Ω A R5 20 Ω B + − V2 24 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR3 ผ่าน R3 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 36 V V2 = 24 V R1 = 20 Ω R2 = 2 Ω R3 = 20 Ω R4 = 12 Ω R5 = 20 Ω
IR3 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 2 Ω IR1 R3 = 12 Ω + − V1 9 V R2 5 Ω A R4 20 Ω B Is 5 A ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา กระแส IR1 ผ่าน R1 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 9 V Is = 5 A R1 = 2 Ω R2 = 5 Ω R3 = 12 Ω R4 = 20 Ω
IR1 = A
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 15 Ω R2 = 2 Ω IR2 R4 = 12 Ω + − V1 15 V R3 15 Ω A Is 1 A B − + V2 24 V ใช้หลักการซ้อนทับหากำลังไฟฟ้า PR2 ที่ R2 ดูดกลืน
V1 = 15 V Is = 1 A V2 = 24 V R1 = 15 Ω R2 = 2 Ω R3 = 15 Ω R4 = 12 Ω
PR2 = W
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 3 Ω R3 = 5 Ω + − V1 30 V R2 5 Ω A a b
หาแรงดันเทวินิน Vth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 30 V R1 = 3 Ω R2 = 5 Ω R3 = 5 Ω
Vth = V
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 20 Ω R3 = 4 Ω + − V1 9 V R2 15 Ω A Is 2.5 A B RL 15 Ω IL ต่อโหลด RL = 15 Ω คร่อม a–b ใช้วงจรสมมูลเทวินินเพื่อหากำลัง PL ที่จ่ายให้โหลด
V1 = 9 V Is = 2.5 A R1 = 20 Ω R2 = 15 Ω R3 = 4 Ω RL = 15 Ω
PL = W
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
+ − Vs 20 V t = 0 R = 50 Ω L 220 mH i(t) ตัวเหนี่ยวนำไม่มีกระแสก่อนที่สวิตช์จะปิดที่ t = 0 หลังจากสวิตช์ปิดนานเท่าใดกระแสจึงถึง 90% ของค่าสุดท้าย หา t
Vs = 20 V R = 50 Ω L = 220 mH
t = ms
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 10 V R1 = 47 Ω R2 = 10 Ω เปิดที่ t = 0 L 150 mH i(t) สวิตช์คร่อม R2 ปิดมานานแล้ว กระแสตัวเหนี่ยวนำจึงคงตัว ที่ t = 0 สวิตช์เปิด จงหากระแสตัวเหนี่ยวนำ i ที่ t = 5 ms
Vs = 10 V R1 = 47 Ω R2 = 10 Ω L = 150 mH t = 5 ms
i = A
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
50 V 50 Hz R = 60 Ω L = 250 mH C = 47 µF I วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 50 V (rms) 50 Hz หากระแส rms I
V = 50 V (rms) f = 50 Hz R = 60 Ω L = 250 mH C = 47 µF
I = A
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
V f R = 50 Ω L = 2 mH C = 0.1 µF วงจร RLC อนุกรมมี R = 50 Ω, L = 2 mH และ C = 0.1 µF จงหาแบนด์วิดท์ B (ความกว้างของแถบระหว่างความถี่กำลังครึ่ง) ใน Hz
R = 50 Ω L = 2 mH C = 0.1 µF
B = Hz
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
โหลดที่มีอิมพีแดนซ์ Z = 4 + j3 Ω ต่อกับแหล่งจ่ายเฟสเดียว 120 V (rms) จงหากำลังรีแอกทีฟ Q ที่มันดูดกลืน
V = 120 V Z = 4 + j3 Ω
Q = var
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 50 kVA จ่ายให้โหลด 26 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.7 แบบตามหลัง จะเพิ่มกำลังจริง ΔP ได้อีกเท่าใดในรูปโหลดตัวต้านทาน (ตัวประกอบกำลังเท่ากับหนึ่ง) ก่อนที่หม้อแปลงจะถึงพิกัด kVA
Smax = 50 kVA P1 = 26 kW pf1 = 0.7
ΔP = kW
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 480 V IL = ? M 110 kW, η = 91% cos φ = 0.84 มอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสให้กำลังกลขาออก 110 kW ที่โหลดเต็มพิกัด ที่โหลดนี้ประสิทธิภาพ 91% และตัวประกอบกำลัง 0.84 ล้าหลัง แหล่งจ่ายมีแรงดันสาย–สาย 480 V หากระแสสาย IL
Pout = 110 kW η = 91% cos φ = 0.84 VL = 480 V
IL = A
18. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ยาก
P = 300 kW φ1 S1 Q2 QC
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 300 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.8 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 400 V (สาย–สาย) 50 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.92 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม ตัวเก็บประจุต่อแบบ Y หาความจุ Cph ของตัวเก็บประจุแต่ละตัวใน µF
P = 300 kW pf1 = 0.8 pf2 = 0.92 VL = 400 V f = 50 Hz
Cph = µF
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
RL = 5 Ω 5 1 1200 V V2 I1 = ? I2 หม้อแปลงอุดมคติที่มีอัตราส่วนจำนวนรอบ N₁:N₂ = 5:1 ป้อน 1200 V ที่ขดลวดปฐมภูมิ ต่อตัวต้านทาน 5 Ω คร่อมขดลวดทุติยภูมิ หากระแสปฐมภูมิ I1
N1 :N2 = 5:1 V1 = 1200 V RL = 5 Ω
I1 = A
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 25 kVA มีการสูญเสียในแกน 200 W และการสูญเสียในทองแดง 600 W ที่โหลดพิกัด จ่ายโหลด 75% ของ kVA พิกัด ที่ตัวประกอบกำลัง 0.85 ล้าหลัง หาการสูญเสียรวม Ploss เป็นวัตต์ที่โหลดนี้
S = 25 kVA Pcore = 200 W Pcu,fl = 600 W x = 0.75 pf = 0.85
Ploss = W
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = ? R1 = 2 kΩ Vin เลือกตัวต้านทานป้อนกลับ Rf ที่ทำให้เครื่องขยายแบบไม่กลับเฟสนี้มีอัตราขยายแรงดัน 51
R1 = 2 kΩ Av = 51
Rf = kΩ
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
− + Vout Rf = 4.7 kΩ V1 = 1 V R1 = 10 kΩ V2 = 1.3 V R2 = 2 kΩ เครื่องขยายแบบรวมสัญญาณใช้ออปแอมป์อุดมคติที่มีแหล่งจ่าย ±15 V หาแรงดันเอาต์พุต Vout
V1 = 1 V V2 = 1.3 V R1 = 10 kΩ R2 = 2 kΩ Rf = 4.7 kΩ
Vout = V
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
RC = 1.5 kΩ β = 100 IC = ? RE = 2.2 kΩ VCC = 12 V R1 = 56 kΩ R2 = 15 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 100 มีไบแอสแบบตัวแบ่งแรงดันจาก VCC = 12 V: R₁ = 56 kΩ จาก VCC ไปยังเบส และ R₂ = 15 kΩ จากเบสไปกราวด์ ตัวต้านทานคอลเลกเตอร์คือ RC = 1.5 kΩ และตัวต้านทานอีมิตเตอร์คือ RE = 2.2 kΩ ให้ VBE = 0.7 V และใช้วงจรสมมูลเทวินินของตัวแบ่ง (อย่าละเลยกระแสเบส) หากระแสคอลเลกเตอร์ IC ใน mA
VCC = 12 V R1 = 56 kΩ R2 = 15 kΩ RC = 1.5 kΩ RE = 2.2 kΩ β = 100
IC = mA
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
+ − ≥ 24 V R = ? 5.6 V ≤ 50 mA ตัวควบคุมซีเนอร์ 5.6 V ต้องจ่ายได้ถึง 50 mA ให้โหลด อินพุตลดลงได้ถึง 24 V และซีเนอร์ต้องการอย่างน้อย 5 mA เพื่อควบคุมแรงดัน จงหาความต้านทานอนุกรมสูงสุด Rmax ที่ยังควบคุมแรงดันได้
Vin,min = 24 V VZ = 5.6 V IL,max = 50 mA IZ,min = 5 mA
Rmax = Ω
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
20 บิต two's complement, N = ? ? เครื่องหมาย ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
จำนวนเต็มที่ติดลบมากที่สุด N ที่เก็บได้ใน two's complement 20 บิตคือเท่าใด
20 bit
N =
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
A BC 00 01 11 10 0 1 0 0 1 1 0 3 0 2 1 4 1 5 1 7 1 6
ใช้แผนที่คาร์โนห์หารูปผลคูณของผลบวก (POS) ที่น้อยที่สุดของ F(A, B, C) = Σm(1, 4, 5, 6, 7) มีกี่พจน์ผลบวก (ตัวประกอบ) N
F(A, B, C) = Σm(1, 4, 5, 6, 7)
N =
28. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ยาก
D Q3 Q3 D Q2 Q2 D Q1 Q1 D Q0 Q0 CLK JOHNSON ตัวนับจอห์นสัน 4 บิต Q₃Q₂Q₁Q₀ เริ่มที่ 0000 ทุกขอบสัญญาณนาฬิกา บิตเลื่อนไปทางขวาหนึ่งตำแหน่ง (Q₃ → Q₂ → Q₁ → Q₀) และ Q₃ รับค่ากลับของ Q₀ จงหาสถานะ Q = Q₃Q₂Q₁Q₀ เป็นเลขฐานสิบหลัง 10 ขอบสัญญาณนาฬิกา
Q₃Q₂Q₁Q₀ = 0000 10
Q =
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
t (s) f(t) t = 1.5 f(1.5) = ? จงหา f(t) สำหรับ F(s) = (3s + 5)/(s² + 2s + 1) และหาค่า f(1.5)
F(s) = (3s + 5)/(s² + 2s + 1) t = 1.5 s
f(1.5) =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.2 y(0.2) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 11y′ + 30y = 75·u(t) เริ่มจากหยุดนิ่ง (y(0) = 0, y′(0) = 0) และอินพุตเป็นฟังก์ชันขั้น u(t) = 5 สำหรับ t ≥ 0 จงใช้การแปลงลาปลาซหาเอาต์พุต y(0.2)
y″ + 11y′ + 30y = 75·u(t) u(t) = 5 y(0) = 0, y′(0) = 0 t = 0.2 s
y(0.2) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 8(s + 2) (s + 1)(s + 9) G(s) C(s) − วงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 8(s + 2)/((s + 1)(s + 9)) ป้อนฟังก์ชันขั้นขนาด 1 ที่สัญญาณอ้างอิง จงหาค่าผิดพลาดสถานะคงตัว ess
G(s) = 8(s + 2)/((s + 1)(s + 9)) R = 1
ess =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 24 ตัวควบคุม + D(s) + 2 s + 6 พืช C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 24 ขับพืช G(s) = 2/(s + 6) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย สิ่งรบกวน D เข้าที่อินพุตของพืช (บวกเข้ากับเอาต์พุตของตัวควบคุม) เมื่อ R = 0 ป้อนฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 2 จงหาเอาต์พุตสถานะคงตัว css
K = 24 G(s) = 2/(s + 6) D = 2 R = 0
css =
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 19/(s² + 6s + 38) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 19/(s² + 6s + 38)
tp = s
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
k = 500 N/m c = 9 N·s/m m = 4 kg F = 20 N x(t) มวล m = 4 kg แขวนอยู่กับสปริง k = 500 N/m และตัวหน่วงแบบหนืด c = 9 N·s/m (m·x″ + c·x′ + k·x = F) เริ่มจากหยุดนิ่งในสมดุล แล้วออกแรงคงที่ F = 20 N กะทันหัน จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการกระจัด
m = 4 kg k = 500 N/m c = 9 N·s/m F = 20 N
%OS = %
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin L = 10 mH R = 220 Ω vout ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน RLที่แสดงมีR = 220 Ω, L = 10 mH ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 880 Hz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 220 Ω L = 10 mH f = 880 Hz
φ = °
36. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ยาก
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 −60 −40 −20 0 20 40 60 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −180 −135 −90 −45 0 ωc วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 60/(s(s + 5)) จงหาขอบเฟส PM เป็นองศา
L(s) = 60/(s(s + 5))
PM = °
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K = 280 1 s(s + 4)(s + 10) C(s) − วงในแผนภาพทำงานที่ K = 280 และ L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)) เพิ่มอัตราขยายได้กี่เท่า m ก่อนที่วงปิดจะไม่เสถียร
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)) K = 280
m =
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
root locus ของ L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 6)) ถูกร่างไว้ จงหาความถี่ ω ที่โลคัสตัดแกนจินตภาพ
L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 6))
ω = rad/s
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 0.5t + 2 s(s + 1) C(s) − แรมป์ r(t) = 0.5t ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 2/(s(s + 1)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 2/(s(s + 1)) r(t) = 0.5t
ess =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับโรงงาน G(s) = 4/(s(s + 5)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.707
G(s) = 4/(s(s + 5)) ζ = 0.707
K =