1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 2 Ω R3 = 5 Ω + − V1 10 V R2 2 Ω A R4 3 Ω B
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 10 V R1 = 2 Ω R2 = 2 Ω R3 = 5 Ω R4 = 3 Ω
Req = Ω
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 5 Ω R3 = 10 Ω R5 = 15 Ω + − V1 30 V R2 2 Ω IR2 A R4 2 Ω B R6 30 Ω หากระแส IR2 ผ่าน R2
V1 = 30 V R1 = 5 Ω R2 = 2 Ω R3 = 10 Ω R4 = 2 Ω R5 = 15 Ω R6 = 30 Ω
IR2 = A
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 2 Ω R3 = 3 Ω IR3 + − V1 18 V R2 10 Ω A R4 5 Ω B Is 5 A ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา กระแส IR3 ผ่าน R3 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 18 V Is = 5 A R1 = 2 Ω R2 = 10 Ω R3 = 3 Ω R4 = 5 Ω
IR3 = A
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 8 Ω R3 = 4 Ω + − V1 30 V R2 3 Ω A R4 5 Ω B Is ? ปรับแหล่งกำเนิดกระแสจนแรงดันโนดที่ A เป็น VA = 17.5 V ใช้การวิเคราะห์โนดหากระแสของแหล่งกำเนิด Is (ทิศทางตามที่แสดง)
V1 = 30 V R1 = 8 Ω R2 = 3 Ω R3 = 4 Ω R4 = 5 Ω VA = 17.5 V
Is = A
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 12 Ω R2 = 4 Ω + − V1 24 V R3 12 Ω IR3 A + − V2 10 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR3 ผ่าน R3 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 24 V V2 = 10 V R1 = 12 Ω R2 = 4 Ω R3 = 12 Ω
IR3 = A
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 5 Ω R2 = 8 Ω IR2 R3 = 6 Ω + − V1 12 V R4 20 Ω A R5 12 Ω B + − V2 10 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR2 ผ่าน R2 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 12 V V2 = 10 V R1 = 5 Ω R2 = 8 Ω R3 = 6 Ω R4 = 20 Ω R5 = 12 Ω
IR2 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 4 Ω IR1 R3 = 12 Ω + − V1 30 V R2 8 Ω A R4 2 Ω B Is 4 A ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา กระแส IR1 ผ่าน R1 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 30 V Is = 4 A R1 = 4 Ω R2 = 8 Ω R3 = 12 Ω R4 = 2 Ω
IR1 = A
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 8 Ω R2 = 6 Ω R4 = 3 Ω + − V1 6 V R3 2 Ω IR3 A Is 4 A B + − V2 ? จงหาค่าของแหล่งกำเนิดแรงดัน V2 (ขั้วตามที่แสดง) ที่ทำให้กระแส IR3 ผ่าน R3 เท่ากับศูนย์
V1 = 6 V Is = 4 A R1 = 8 Ω R2 = 6 Ω R3 = 2 Ω R4 = 3 Ω
V2 = V
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 2 Ω R3 = 3 Ω + − V1 30 V R2 4 Ω A a b
หากระแสนอร์ตัน IN คือกระแสที่ไหลจาก a ไป b เมื่อลัดวงจรขั้ว
V1 = 30 V R1 = 2 Ω R2 = 4 Ω R3 = 3 Ω
IN = A
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 30 Ω R3 = 6 Ω + − V1 6 V R2 4 Ω A Is 4 A B RL 12 Ω IL ต่อโหลด RL = 12 Ω คร่อม a–b แทนส่วนที่เหลือของวงจรด้วยวงจรสมมูลเทวินิน แล้วหากระแสโหลด IL
V1 = 6 V Is = 4 A R1 = 30 Ω R2 = 4 Ω R3 = 6 Ω RL = 12 Ω
IL = A
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
ตัวเหนี่ยวนำมีกระแสคงที่ 2 A ที่ t = 0 สวิตช์ปิดวงจรผ่าน R และแหล่งกำเนิดถูกถอดออก กระแสตัวเหนี่ยวนำจึงลดลงผ่าน R จงหาแรงดัน vR ตกคร่อม R ที่ t = 5 ms
i(0) = 2 A R = 10 Ω L = 33 mH t = 5 ms
vR = V
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 10 V t = 0 R = 1 kΩ C 22 µF + − vC vC (0) = 24 V
ก่อนสวิตช์ปิดที่ t = 0 ตัวเก็บประจุเก็บแรงดัน 24 V ตามขั้วที่แสดง หาแรงดัน vC คร่อมตัวเก็บประจุที่ t = 30 ms
Vs = 10 V R = 1 kΩ C = 22 µF vC (0) = 24 V t = 30 ms
vC = V
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
50 V 1000 Hz R = 60 Ω L = 100 mH C = 47 µF I วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 50 V (rms) 1000 Hz หากระแส rms I
V = 50 V (rms) f = 1000 Hz R = 60 Ω L = 100 mH C = 47 µF
I = A
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
V f R = 2 Ω L = 1 mH C = 0.1 µF วงจร RLC อนุกรมมี R = 2 Ω, L = 1 mH และ C = 0.1 µF จงหาตัวประกอบคุณภาพ Q ที่เรโซแนนซ์
R = 2 Ω L = 1 mH C = 0.1 µF
Q =
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
โหลดที่มีอิมพีแดนซ์ Z = 5 + j12 Ω ต่อกับแหล่งจ่ายเฟสเดียว 230 V (rms) จงหากำลังรีแอกทีฟ Q ที่มันดูดกลืน
V = 230 V Z = 5 + j12 Ω
Q = var
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
โหลดเฟสเดียวใช้กำลัง 35 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.65 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 240 V 60 Hz ตัวเก็บประจุที่ต่อขนานทำให้ตัวประกอบกำลังเพิ่มเป็น 0.95 หากำลังรีแอกทีฟ QC ที่ตัวเก็บประจุต้องจ่าย
P = 35 kW pf1 = 0.65 pf2 = 0.95 V = 240 V f = 60 Hz
QC = kvar
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 480 V IL = ? M 45 kW, η = 88% cos φ = 0.82 มอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสให้กำลังกลขาออก 45 kW ที่โหลดเต็มพิกัด ที่โหลดนี้ประสิทธิภาพ 88% และตัวประกอบกำลัง 0.82 ล้าหลัง แหล่งจ่ายมีแรงดันสาย–สาย 480 V หากระแสสาย IL
Pout = 45 kW η = 88% cos φ = 0.82 VL = 480 V
IL = A
18. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ยาก
P = 150 kW φ1 S1 Q2 QC = ?
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 150 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.75 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 400 V (สาย–สาย) 50 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.92 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม หากำลังรีแอกทีฟรวม QC ที่ชุดตัวเก็บประจุต้องจ่าย ใน kvar
P = 150 kW pf1 = 0.75 pf2 = 0.92 VL = 400 V f = 50 Hz
QC = kvar
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
เครื่องขยายเสียงที่มีความต้านทานขาออก 400 Ω ขับลำโพง 16 Ω ผ่านหม้อแปลงอุดมคติ เพื่อให้ถ่ายโอนกำลังสูงสุด ลำโพงต้องดูเหมือน 400 Ω จากเครื่องขยาย หาอัตราส่วนจำนวนรอบ a = N₁/N₂
Rs = 400 Ω RL = 16 Ω
a =
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 500 kVA มีการสูญเสียในแกน 4000 W ที่โหลดพิกัดและตัวประกอบกำลัง 0.8 ล้าหลัง ประสิทธิภาพคือ 96% หาการสูญเสียในทองแดงที่โหลดเต็ม Pcu,fl เป็นวัตต์
S = 500 kVA Pcore = 4000 W pf = 0.8 η = 96%
Pcu,fl = W
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = 10 kΩ R1 = 4.7 kΩ Vin = −1 V Ra = 1 kΩ Rb = 2 kΩ ออปแอมป์เป็นแบบอุดมคติและใช้แหล่งจ่าย ±15 V หาแรงดันเอาต์พุต Vout
Vin = −1 V Ra = 1 kΩ Rb = 2 kΩ R1 = 4.7 kΩ Rf = 10 kΩ
Vout = V
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
− + Vout Rf = 2 kΩ V1 = −0.1 V R1 = 2 kΩ V2 = −1.1 V R2 = 4.7 kΩ เครื่องขยายแบบรวมสัญญาณใช้ออปแอมป์อุดมคติที่มีแหล่งจ่าย ±15 V หาแรงดันเอาต์พุต Vout
V1 = −0.1 V V2 = −1.1 V R1 = 2 kΩ R2 = 4.7 kΩ Rf = 2 kΩ
Vout = V
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
RC = 1.5 kΩ β = 120 RE = 1.2 kΩ VCC = 20 V R1 = 22 kΩ R2 = 8.2 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 120 มีไบแอสแบบตัวแบ่งแรงดันจาก VCC = 20 V: R₁ = 22 kΩ จาก VCC ไปยังเบส และ R₂ = 8.2 kΩ จากเบสไปกราวด์ ตัวต้านทานคอลเลกเตอร์คือ RC = 1.5 kΩ และตัวต้านทานอีมิตเตอร์คือ RE = 1.2 kΩ ให้ VBE = 0.7 V และใช้วงจรสมมูลเทวินินของตัวแบ่ง (อย่าละเลยกระแสเบส) หาแรงดันคอลเลกเตอร์–อีมิตเตอร์ VCE
VCC = 20 V R1 = 22 kΩ R2 = 8.2 kΩ RC = 1.5 kΩ RE = 1.2 kΩ β = 120
VCE = V
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
+ − ≥ 15 V R = ? 5.1 V ≤ 50 mA ตัวควบคุมซีเนอร์ 5.1 V ต้องจ่ายได้ถึง 50 mA ให้โหลด อินพุตลดลงได้ถึง 15 V และซีเนอร์ต้องการอย่างน้อย 2 mA เพื่อควบคุมแรงดัน จงหาความต้านทานอนุกรมสูงสุด Rmax ที่ยังควบคุมแรงดันได้
Vin,min = 15 V VZ = 5.1 V IL,max = 50 mA IZ,min = 2 mA
Rmax = Ω
25. ระบบเลข ปานกลาง
two's complement 8 บิต ? −128 ? 64 ? 32 ? 16 ? 8 ? 4 ? 2 ? 1
เขียน −48 เป็นรูปแบบ two's complement 8 บิต อ่านรูปแบบนั้นเป็นเลขฐานสองแบบไม่มีเครื่องหมาย ค่าของมัน U ในเลขฐานสิบคือเท่าใด
N = −48 8 bit
U =
26. ระบบเลข ยาก
16 bit 1 px 800 px 600 px M = ? KiB
ภาพที่ไม่บีบอัดมีขนาด 800 × 600 พิกเซล และมี 16 บิตต่อพิกเซล ใช้หน่วยความจำ M เท่าใด ในหน่วย KiB (1 KiB = 1024 ไบต์)
800 × 600 px 16 bit/px 1 KiB = 1024 B
M = KiB
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
AB CD 00 01 11 10 00 01 11 10 1 0 1 1 0 3 0 2 0 4 1 5 0 7 0 6 1 12 1 13 0 15 0 14 0 8 0 9 0 11 1 10
ใช้แผนที่คาร์โนห์หารูปผลบวกของผลคูณ (SOP) ที่น้อยที่สุดของ F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 5, 10, 12, 13) มีลิเทอรัลรวมกี่ตัว L (ตัวแปรที่มีไพรม์นับเป็นหนึ่งลิเทอรัล)
F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 5, 10, 12, 13)
L =
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 29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
t (s) f(t) t = 0.2 f(0.2) = ? จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 60/(s(s + 2)(s + 4)) ด้วยเศษส่วนย่อย และหาค่า f(0.2)
F(s) = 60/(s(s + 2)(s + 4)) t = 0.2 s
f(0.2) =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.1 y(0.1) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 11y′ + 30y = 75·u(t) เริ่มจากหยุดนิ่ง (y(0) = 0, y′(0) = 0) และอินพุตเป็นฟังก์ชันขั้น u(t) = 2 สำหรับ t ≥ 0 จงใช้การแปลงลาปลาซหาเอาต์พุต y(0.1)
y″ + 11y′ + 30y = 75·u(t) u(t) = 2 y(0) = 0, y′(0) = 0 t = 0.1 s
y(0.1) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 19 K + 1 s + 3 G(s) C(s) 0.5 H₁ − − พืช G(s) = 1/(s + 3) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 0.5 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 19 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาอัตราขยาย DC วงปิด T(0)
G(s) = 1/(s + 3) H₁ = 0.5 K = 19
T(0) =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + K ตัวควบคุม + D(s) + 7 s + 7 พืช C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับพืช G(s) = 7/(s + 7) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 0.5 เข้าที่อินพุตของพืชขณะที่ R = 0 จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด K ที่ทำให้เอาต์พุตสถานะคงตัวไม่เกิน 0.1
G(s) = 7/(s + 7) D = 0.5 css ≤ 0.1
K =
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 77/(s² + 5s + 77) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาความถี่ธรรมชาติ ωn เป็น rad/s
G(s) = 77/(s² + 5s + 77)
ωn = rad/s
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
+ − 12 V R = 46 Ω L = 100 mH C = 47 µF vC วงจร RLC อนุกรมที่มี R = 46 Ω, L = 100 mH และ C = 47 µF ต่อกับแหล่งกำเนิดขั้นบันได 12 V ที่ t = 0 ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุ และไม่มีกระแสไหลก่อนการเปลี่ยนขั้น จงหาแรงดันสูงสุดตกคร่อมตัวเก็บประจุ vC,max
R = 46 Ω L = 100 mH C = 47 µF V = 12 V
vC,max = V
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin L = 1 mH R = 470 Ω vout ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน RLที่แสดงมีR = 470 Ω, L = 1 mH ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 220 kHz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 470 Ω L = 1 mH f = 220 kHz
φ = °
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) = K/(s(s + 3)(s + 4)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ขอบอัตราขยาย 12 dB
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4)) GM = 12 dB
K =
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K 1 s(s + 4)(s + 5) C(s) − วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5)) อัตราขยายถูกเพิ่มจนวงปิดอยู่ที่ขอบของเสถียรภาพ จงหาความถี่ ω ของการสั่นที่คงอยู่
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5))
ω = rad/s
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
root locus ของ L(s) = K/((s + 1)(s + 5)(s + 6)) ถูกร่างไว้ จงหาความถี่ ω ที่โลคัสตัดแกนจินตภาพ
L(s) = K/((s + 1)(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 5 + 4t + 10(s + 4) s(s + 2)(s + 4) C(s) − อินพุต r(t) = 5 + 4t (ขั้นบวกแรมป์) ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 10(s + 4)/(s(s + 2)(s + 4)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 10(s + 4)/(s(s + 2)(s + 4)) r(t) = 5 + 4t
ess =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + K = 5 10 s(s + 2) C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 5 ขับโรงงาน G(s) = 10/(s(s + 2)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 10/(s(s + 2)) K = 5
tp = s