1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 15 Ω IR1 R3 = 4 Ω + − V1 15 V R2 3 Ω A R4 8 Ω B หากระแส IR1 ที่แหล่งจ่ายจ่ายออกมา ซึ่งไหลผ่าน R1
V1 = 15 V R1 = 15 Ω R2 = 3 Ω R3 = 4 Ω R4 = 8 Ω
IR1 = A
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 5 Ω R3 = 6 Ω R5 = 30 Ω + − V1 9 V R2 5 Ω IR2 A R4 15 Ω B R6 8 Ω หากระแส IR2 ผ่าน R2
V1 = 9 V R1 = 5 Ω R2 = 5 Ω R3 = 6 Ω R4 = 15 Ω R5 = 30 Ω R6 = 8 Ω
IR2 = A
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 15 Ω R3 = 5 Ω + − V1 15 V R2 15 Ω A R4 8 Ω B Is 2 A ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา แรงดันที่โหนด VA (วัดเทียบกับกราวด์)
V1 = 15 V Is = 2 A R1 = 15 Ω R2 = 15 Ω R3 = 5 Ω R4 = 8 Ω
VA = V
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 4 Ω R2 = 25 Ω R4 = 5 Ω IR4 + − V1 30 V R3 6 Ω A R5 30 Ω B Is 5 A − + V2 5 V ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา กระแส IR4 ผ่าน R4 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 30 V Is = 5 A V2 = 5 V R1 = 4 Ω R2 = 25 Ω R3 = 6 Ω R4 = 5 Ω R5 = 30 Ω
IR4 = A
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 4 Ω R2 = 20 Ω + − VR2 + − V1 15 V R3 15 Ω A + − V2 30 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา แรงดัน VR2 ที่ตกคร่อม R2 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 15 V V2 = 30 V R1 = 4 Ω R2 = 20 Ω R3 = 15 Ω
VR2 = V
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 5 Ω R2 = 12 Ω R3 = 10 Ω + − V1 18 V R4 25 Ω A R5 15 Ω B + − V2 30 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแสเมช I1 (ตามเข็มนาฬิกา)
V1 = 18 V V2 = 30 V R1 = 5 Ω R2 = 12 Ω R3 = 10 Ω R4 = 25 Ω R5 = 15 Ω
I1 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
วงจรตัวต้านทานเชิงเส้นมีแหล่งกำเนิดแรงดันหนึ่งตัว Vs และแหล่งกำเนิดกระแสหนึ่งตัว Is วัดกระแส I ผ่านตัวต้านทานโหลดสองครั้ง: เมื่อ Vs = 12 V และ Is = 6 mA ได้ I = 6 mA เมื่อ Vs = 8 V และ Is = 2 mA ได้ I = 2.8 mA จงหากระแสโหลด I เมื่อ Vs = 5 V และ Is = 10 mA
12 V, 6 mA → 6 mA 8 V, 2 mA → 2.8 mA Vs = 5 V, Is = 10 mA
I = mA
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 12 Ω R2 = 8 Ω IR2 R4 = 5 Ω + − V1 24 V R3 20 Ω A Is 1 A B + − V2 5 V ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา กระแส IR2 ผ่าน R2 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 24 V Is = 1 A V2 = 5 V R1 = 12 Ω R2 = 8 Ω R3 = 20 Ω R4 = 5 Ω
IR2 = A
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 8 Ω R3 = 6 Ω + − V1 9 V R2 10 Ω A a b
หาแรงดันเทวินิน Vth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 9 V R1 = 8 Ω R2 = 10 Ω R3 = 6 Ω
Vth = V
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 3 Ω R3 = 30 Ω + − V1 12 V R2 6 Ω A Is 6 A B RL 5 Ω IL ต่อโหลด RL = 5 Ω คร่อม a–b แทนส่วนที่เหลือของวงจรด้วยวงจรสมมูลเทวินิน แล้วหากระแสโหลด IL
V1 = 12 V Is = 6 A R1 = 3 Ω R2 = 6 Ω R3 = 30 Ω RL = 5 Ω
IL = A
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
+ − Vs 6 V t = 0 R1 = 3.3 kΩ R2 = 10 kΩ C 220 µF + − vC
แหล่งกำเนิด Vₛ ประจุตัวเก็บประจุผ่าน R₁ และ R₂ ต่อขนานกับ C ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุเมื่อสวิตช์ปิดที่ t = 0 หาแรงดัน vC คร่อมตัวเก็บประจุที่ t = 500 ms
Vs = 6 V R1 = 3.3 kΩ R2 = 10 kΩ C = 220 µF t = 500 ms
vC = V
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 10 V R1 = 15 Ω R2 = 20 Ω ปิดที่ t = 0 L 68 mH i(t) สวิตช์คร่อม R2 เปิดมานานแล้ว กระแสตัวเหนี่ยวนำจึงคงตัว ที่ t = 0 สวิตช์ปิดและลัดวงจร R2 หลังจาก t = 0 นานเท่าใด t กระแสตัวเหนี่ยวนำจึงถึง 0.438 A
Vs = 10 V R1 = 15 Ω R2 = 20 Ω L = 68 mH
t = ms
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
230 V 60 Hz R = 50 Ω L = 250 mH C = 10 µF I วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 230 V (rms) 60 Hz หากระแส rms I
V = 230 V (rms) f = 60 Hz R = 50 Ω L = 250 mH C = 10 µF
I = A
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
V f R = 15 Ω L = 2 mH C = 0.01 µF วงจร RLC อนุกรมมี R = 15 Ω, L = 2 mH และ C = 0.01 µF จงหาตัวประกอบคุณภาพ Q ที่เรโซแนนซ์
R = 15 Ω L = 2 mH C = 0.01 µF
Q =
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
400 V 1 17 kW, 0.8 2 2 kW, 0.9 I = ? โหลดสองตัวต่อขนานกันกับแหล่งจ่ายเฟสเดียว 400 V: โหลด 17 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.8 แบบตามหลัง และ โหลด 2 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.9 แบบตามหลัง จงหากระแสรวม I ที่ดึงจากแหล่งจ่าย
V = 400 V P1 = 17 kW, pf1 = 0.8 ล้าหลัง P2 = 2 kW, pf2 = 0.9 ล้าหลัง
I = A
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
โหลดเฟสเดียวใช้กำลัง 20 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.65 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 240 V 60 Hz ตัวเก็บประจุที่ต่อขนานทำให้ตัวประกอบกำลังเพิ่มเป็น 0.98 หากระแสในสายใหม่ Inew
P = 20 kW pf1 = 0.65 pf2 = 0.98 V = 240 V f = 60 Hz
Inew = A
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 690 V IL = 25 A cos φ = 0.95 ล้าหลัง โหลดสามเฟสสมดุลดึงกระแสสาย 25 A จากแหล่งจ่ายที่มีแรงดันสาย–สาย 690 V ตัวประกอบกำลังคือ 0.95 ล้าหลัง หากำลังจริงรวม P ที่โหลดใช้ใน kW
VL = 690 V IL = 25 A cos φ = 0.95
P = kW
18. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ยาก
P = 80 kW φ1 S1 Q2 QC
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 80 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.72 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 400 V (สาย–สาย) 50 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.9 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม ตัวเก็บประจุต่อแบบ Δ หาความจุ Cph ของตัวเก็บประจุแต่ละตัวใน µF
P = 80 kW pf1 = 0.72 pf2 = 0.9 VL = 400 V f = 50 Hz
Cph = µF
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
2400 V 240 V IHV = ? ILV 25 kVA หม้อแปลงเฟสเดียว 25 kVA 2400/240 V ทำงานที่โหลดพิกัด ถือว่าเป็นอุดมคติ หากระแส IHV ในขดลวดแรงดันสูง
S = 25 kVA V1 = 2400 V V2 = 240 V
IHV = A
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 25 kVA มีการสูญเสียในแกน 100 W ที่โหลดพิกัดและตัวประกอบกำลัง 0.8 ล้าหลัง ประสิทธิภาพคือ 98.8% หาการสูญเสียในทองแดงที่โหลดเต็ม Pcu,fl เป็นวัตต์
S = 25 kVA Pcore = 100 W pf = 0.8 η = 98.8%
Pcu,fl = W
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = ? R1 = 22 kΩ Vin เลือกตัวต้านทานป้อนกลับ Rf ที่ทำให้เครื่องขยายแบบไม่กลับเฟสนี้มีอัตราขยายแรงดัน 20
R1 = 22 kΩ Av = 20
Rf = kΩ
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
Vin V1 Vout ภาคที่ 1: กลับเฟส R1 = 47 kΩ Rf1 = 100 kΩ ภาคที่ 2: ไม่กลับเฟส R2 = 22 kΩ Rf2 = 22 kΩ ภาคออปแอมป์อุดมคติสองภาคต่อแบบคาสเคด: เครื่องขยายแบบกลับเฟส (R1 , Rf1 ) ตามด้วยเครื่องขยายแบบไม่กลับเฟส (R2 ลงกราวด์ Rf2 ในวงป้อนกลับ) ทั้งสองใช้แหล่งจ่าย ±15 V อินพุตคือ Vin = 0.9 V จงหาแรงดันเอาต์พุต Vout
R1 = 47 kΩ Rf1 = 100 kΩ R2 = 22 kΩ Rf2 = 22 kΩ Vin = 0.9 V
Vout = V
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
RC = 2.2 kΩ β = 120 VCC = 15 V RB = 330 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 120 ถูกไบแอสด้วยตัวต้านทานเบส RB = 330 kΩ จากแหล่งจ่าย VCC = 15 V ตัวต้านทานคอลเลกเตอร์คือ RC = 2.2 kΩ และอีมิตเตอร์ต่อกราวด์ ให้ VBE = 0.7 V และสมมติว่าทรานซิสเตอร์อยู่ในบริเวณแอกทีฟ หาแรงดันคอลเลกเตอร์–อีมิตเตอร์ VCE
VCC = 15 V RB = 330 kΩ RC = 2.2 kΩ β = 120 VBE = 0.7 V
VCE = V
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
ตัวควบคุมซีเนอร์ 5.6 V มีตัวต้านทานอนุกรม 100 Ω อินพุตเพิ่มขึ้นได้ถึง 17 V และโหลดอาจถูกถอดออก จงหากำลังสูงสุด PZ,max ที่ซีเนอร์ต้องสูญเสีย
Vin,max = 17 V VZ = 5.6 V R = 100 Ω
PZ,max = mW
25. ระบบเลข ปานกลาง
two's complement 8 บิต ? −128 ? 64 ? 32 ? 16 ? 8 ? 4 ? 2 ? 1
เขียน −26 เป็นรูปแบบ two's complement 8 บิต อ่านรูปแบบนั้นเป็นเลขฐานสองแบบไม่มีเครื่องหมาย ค่าของมัน U ในเลขฐานสิบคือเท่าใด
N = −26 8 bit
U =
26. ระบบเลข ยาก
คลิกบิตเพื่อตั้งค่า 0 128 0 64 0 32 0 16 0 8 0 4 0 2 0 1
ตั้งบิตให้เป็นผลลัพธ์ 8 บิตของ 0110 0101 XOR 0001 0110 ค่าของผลลัพธ์ R เป็นเท่าใดในเลขฐานสิบ
0110 0101 XOR 0001 0110
R =
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
AB CD 00 01 11 10 00 01 11 10 1 1 1 1 1 1 1
ในแผนที่คาร์โนห์นี้มี 1 เพียงตัวเดียวพอดีที่ไม่มี 1 อยู่ติดกัน จึงยังเป็นกลุ่มหนึ่งเซลล์ (มินเทอมเต็มที่มีสี่ลิเทอรัล) ในรูป SOP ที่น้อยที่สุด เพื่อนบ้านข้ามขอบแผนที่นับด้วย ให้คลิกเซลล์นั้น
F = Σm(2, 3, 5, 10, 11, 14, 15)
1 AB = 00, CD = 00 2 AB = 00, CD = 01 3 AB = 00, CD = 11 4 AB = 00, CD = 10 5 AB = 01, CD = 00 6 AB = 01, CD = 01 7 AB = 01, CD = 11 8 AB = 01, CD = 10 9 AB = 11, CD = 00 10 AB = 11, CD = 01 11 AB = 11, CD = 11 12 AB = 11, CD = 10 13 AB = 10, CD = 00 14 AB = 10, CD = 01 15 AB = 10, CD = 11 16 AB = 10, CD = 10 28. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ยาก
T Q0 Q0 T Q1 Q1 T Q2 Q2 CLK MOD-7 ตัวนับมอด-7 แบบซิงโครนัสนับ 0, 1, …, 6 แล้ววนกลับเป็น 0 เริ่มที่ 1 หลังพัลส์นาฬิกา 9 พัลส์ จะแสดงค่านับ Q (เป็นเลขฐานสิบ) เท่าใด
Q0 = 1 9 N = 7
Q =
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
t (s) f(t) t = 0.5 f(0.5) = ? จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 10/(s(s + 2)(s + 6)) ด้วยเศษส่วนย่อย และหาค่า f(0.5)
F(s) = 10/(s(s + 2)(s + 6)) t = 0.5 s
f(0.5) =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.6 y(0.6) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 6y′ + 5y = 15·u(t) โดย y(0) = 1 และ y′(0) = 0 ที่ t = 0 มีอินพุตฟังก์ชันขั้น u(t) = 2 ป้อนเข้า จงใช้การแปลงลาปลาซหา y(0.6)
y″ + 6y′ + 5y = 15·u(t) y(0) = 1 y′(0) = 0 u(t) = 2 t = 0.6 s
y(0.6) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 3 K + 1 s + 2 G(s) C(s) 3 H₁ − − พืช G(s) = 1/(s + 2) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 3 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 3 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาอัตราขยาย DC วงปิด T(0)
G(s) = 1/(s + 2) H₁ = 3 K = 3
T(0) =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 52 s(s + 4) G(s) C(s) 0.5 H − พืช G(s) = 52/(s(s + 4)) อยู่ในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 0.5 โพลวงปิดเป็นจำนวนเชิงซ้อน จงหาส่วนจริง σ ของพวกมัน
G(s) = 52/(s(s + 4)) H = 0.5
σ =
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 55/(s² + 2s + 55) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาความถี่ธรรมชาติ ωn เป็น rad/s
G(s) = 55/(s² + 2s + 55)
ωn = rad/s
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/(s(s + 20)) จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดพุ่งเกิน 2 %
G(s) = K/(s(s + 20)) %OS = 2 %
K =
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
|H| (dB) 0.1 1 10 100 1000 −60 −40 −20 0 20 ω (rad/s) ω = 8 จงหาขนาดที่แน่นอน |G(jω)| ของ G(s) = 1520/((s + 8)(s + 19)) ที่ ω = 8 rad/s ใน dB
G(s) = 1520/((s + 8)(s + 19)) 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) = K/(s(s + 1)(s + 9)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ขอบอัตราขยาย 3 dB
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 9)) GM = 3 dB
K =
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K = 20 1 s(s + 2)(s + 8) C(s) − วงในแผนภาพทำงานที่ K = 20 และ L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8)) เพิ่มอัตราขยายได้กี่เท่า m ก่อนที่วงปิดจะไม่เสถียร
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8)) K = 20
m =
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
Re Im −0.5 −1 −1.5 −2 −2.5 −3 −3.5 −4 0.5 j0.5 j1 sb root locus ของ L(s) = K/((s + 1)(s + 3)) แสดงไว้ จงหาอัตราขยาย K ที่จุดแยกออก sb ซึ่งโพลวงปิดสองตัวพบกันบนแกนจริง
L(s) = K/((s + 1)(s + 3))
K =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 1t + 10(s + 4) s(s + 4)(s + 5) C(s) − แรมป์ r(t) = 1t ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 10(s + 4)/(s(s + 4)(s + 5)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 10(s + 4)/(s(s + 4)(s + 5)) r(t) = 1t
ess =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K = 1 ขับโรงงาน G(s) = 4/(s(s + 2)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 4/(s(s + 2)) K = 1
%OS = %