1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 12 Ω IR1 R3 = 6 Ω + − V1 10 V R2 4 Ω A R4 4 Ω B หากระแส IR1 ที่แหล่งจ่ายจ่ายออกมา ซึ่งไหลผ่าน R1
V1 = 10 V R1 = 12 Ω R2 = 4 Ω R3 = 6 Ω R4 = 4 Ω
IR1 = A
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 2 Ω R3 = 2 Ω R5 = 4 Ω + − V1 10 V R2 20 Ω IR2 A R4 2 Ω B R6 30 Ω หากระแส IR2 ผ่าน R2
V1 = 10 V R1 = 2 Ω R2 = 20 Ω R3 = 2 Ω R4 = 2 Ω R5 = 4 Ω R6 = 30 Ω
IR2 = A
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 20 Ω R3 = 4 Ω + − V1 10 V R2 8 Ω A R4 12 Ω B Is 1.5 A ใช้การวิเคราะห์โนดหากำลัง PIs ที่แหล่งกำเนิดกระแส Is จ่าย
V1 = 10 V Is = 1.5 A R1 = 20 Ω R2 = 8 Ω R3 = 4 Ω R4 = 12 Ω
PIs = W
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 4 Ω R2 = 2 Ω R4 = 2 Ω + − V1 24 V R3 25 Ω A R5 8 Ω B Is 3 A + − V2 10 V ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา แรงดันที่โหนด VB (วัดเทียบกับกราวด์)
V1 = 24 V Is = 3 A V2 = 10 V R1 = 4 Ω R2 = 2 Ω R3 = 25 Ω R4 = 2 Ω R5 = 8 Ω
VB = V
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 8 Ω R2 = 15 Ω + − V1 6 V R3 4 Ω A + − V2 12 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแสเมช I1 (ตามเข็มนาฬิกา)
V1 = 6 V V2 = 12 V R1 = 8 Ω R2 = 15 Ω R3 = 4 Ω
I1 = A
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 2 Ω R2 = 15 Ω R3 = 8 Ω + − V1 36 V R4 10 Ω A R5 6 Ω B + − V2 12 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแสเมช I2 (ตามเข็มนาฬิกา)
V1 = 36 V V2 = 12 V R1 = 2 Ω R2 = 15 Ω R3 = 8 Ω R4 = 10 Ω R5 = 6 Ω
I2 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 10 Ω R3 = 20 Ω + − V1 24 V R2 10 Ω A R4 6 Ω + − VR4 B Is 3 A ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา แรงดัน VR4 ที่ตกคร่อม R4 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 24 V Is = 3 A R1 = 10 Ω R2 = 10 Ω R3 = 20 Ω R4 = 6 Ω
VR4 = V
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 8 Ω R2 = 6 Ω R4 = 25 Ω + − V1 12 V R3 20 Ω IR3 A Is 4 A B + − V2 ? จงหาค่าของแหล่งกำเนิดแรงดัน V2 (ขั้วตามที่แสดง) ที่ทำให้กระแส IR3 ผ่าน R3 เท่ากับศูนย์
V1 = 12 V Is = 4 A R1 = 8 Ω R2 = 6 Ω R3 = 20 Ω R4 = 25 Ω
V2 = V
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 6 Ω R3 = 20 Ω + − V1 18 V R2 2 Ω A a b
หากระแสนอร์ตัน IN คือกระแสที่ไหลจาก a ไป b เมื่อลัดวงจรขั้ว
V1 = 18 V R1 = 6 Ω R2 = 2 Ω R3 = 20 Ω
IN = A
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 2 Ω R3 = 12 Ω + − V1 9 V R2 20 Ω A Is 3 A B a b หาแรงดันเทวินิน Vth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 9 V Is = 3 A R1 = 2 Ω R2 = 20 Ω R3 = 12 Ω
Vth = V
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
+ − Vs 20 V t = 0 R1 = 1 kΩ R2 = 10 kΩ C 33 µF + − vC
แหล่งกำเนิด Vₛ ประจุตัวเก็บประจุผ่าน R₁ และ R₂ ต่อขนานกับ C ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุเมื่อสวิตช์ปิดที่ t = 0 หาแรงดัน vC คร่อมตัวเก็บประจุที่ t = 30 ms
Vs = 20 V R1 = 1 kΩ R2 = 10 kΩ C = 33 µF t = 30 ms
vC = V
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 5 V t = 0 R = ? C 22 µF + − vC
ตัวตั้งเวลาเริ่มประจุตัวเก็บประจุที่ไม่มีประจุผ่านตัวต้านทานจากแหล่งจ่าย 5 V ที่ t = 0 ต้องทริกเกอร์เมื่อแรงดันตัวเก็บประจุถึง 4.5 V พอดี 1000 ms หลังเริ่ม เมื่อ C = 22 µF จงหาความต้านทาน R ที่ต้องการ
Vs = 5 V Vth = 4.5 V T = 1000 ms C = 22 µF
R = kΩ
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
24 V 1000 Hz R = 100 Ω L = 250 mH C = 4.7 µF I วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 24 V (rms) 1000 Hz หากระแส rms I
V = 24 V (rms) f = 1000 Hz R = 100 Ω L = 250 mH C = 4.7 µF
I = A
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
50 V 500 Hz R = 25 Ω L = 100 mH C = 2.2 µF + − VC วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 50 V (rms) 500 Hz หาแรงดัน rms VC คร่อมตัวเก็บประจุ
V = 50 V (rms) f = 500 Hz R = 25 Ω L = 100 mH C = 2.2 µF
VC = V
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
120 V R + jX P = 1479 W 14.5 A โหลดเชิงเหนี่ยวนำดึง 14.5 A และ 1479 W จากแหล่งจ่ายเฟสเดียว 120 V (rms) จงจำลองเป็นความต้านทาน R อนุกรมกับรีแอกแตนซ์ X จงหา X
V = 120 V I = 14.5 A P = 1479 W
X = Ω
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 200 kVA จ่ายให้โหลด 67 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.75 แบบตามหลัง จะเพิ่มกำลังจริง ΔP ได้อีกเท่าใดในรูปโหลดตัวต้านทาน (ตัวประกอบกำลังเท่ากับหนึ่ง) ก่อนที่หม้อแปลงจะถึงพิกัด kVA
Smax = 200 kVA P1 = 67 kW pf1 = 0.75
ΔP = kW
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 400 V IL = 40 A cos φ = 0.82 ล้าหลัง โหลดสามเฟสสมดุลดึงกระแสสาย 40 A จากแหล่งจ่ายที่มีแรงดันสาย–สาย 400 V ตัวประกอบกำลังคือ 0.82 ล้าหลัง หากำลังจริงรวม P ที่โหลดใช้ใน kW
VL = 400 V IL = 40 A cos φ = 0.82
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 0.9 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม หากำลังรีแอกทีฟรวม QC ที่ชุดตัวเก็บประจุต้องจ่าย ใน kvar
P = 120 kW pf1 = 0.8 pf2 = 0.9 VL = 415 V f = 50 Hz
QC = kvar
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
2400 V 240 V IHV = ? ILV 500 kVA หม้อแปลงเฟสเดียว 500 kVA 2400/240 V ทำงานที่โหลดพิกัด ถือว่าเป็นอุดมคติ หากระแส IHV ในขดลวดแรงดันสูง
S = 500 kVA V1 = 2400 V V2 = 240 V
IHV = A
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 25 kVA มีการสูญเสียในแกน 200 W ที่โหลดพิกัดและตัวประกอบกำลัง 0.8 ล้าหลัง ประสิทธิภาพคือ 97% หาการสูญเสียในทองแดงที่โหลดเต็ม Pcu,fl เป็นวัตต์
S = 25 kVA Pcore = 200 W pf = 0.8 η = 97%
Pcu,fl = W
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = 47 kΩ R1 = 22 kΩ Vin ออปแอมป์เป็นแบบอุดมคติและใช้แหล่งจ่าย ±15 V เอาต์พุตอิ่มตัวที่ ±13 V เครื่องขยายแบบไม่กลับเฟสถูกขับด้วยคลื่นไซน์ จงหาแอมพลิจูดอินพุตที่ใหญ่ที่สุด Vin,max (ค่ายอด) ที่เอาต์พุตไม่ถูกตัด
R1 = 22 kΩ Rf = 47 kΩ Vsat = ±13 V
Vin,max = V
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
− + Vout C = 1 µF Vin = 1.9 V R = 10 kΩ วงจรอินทิเกรเตอร์ใช้ออปแอมป์อุดมคติที่มีแหล่งจ่าย ±15 V เอาต์พุตอิ่มตัวที่ ±14 V ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุเมื่อป้อนอินพุตคงที่ Vin = 1.9 V ที่ t = 0 จงหาแรงดันเอาต์พุต Vout ที่ t = 50 ms
Vin = 1.9 V R = 10 kΩ C = 1 µF Vsat = ±14 V t = 50 ms
Vout = V
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
RC = 1 kΩ β = 80 IC = ? RE = 680 Ω VCC = 20 V R1 = 39 kΩ R2 = 15 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 80 มีไบแอสแบบตัวแบ่งแรงดันจาก VCC = 20 V: R₁ = 39 kΩ จาก VCC ไปยังเบส และ R₂ = 15 kΩ จากเบสไปกราวด์ ตัวต้านทานคอลเลกเตอร์คือ RC = 1 kΩ และตัวต้านทานอีมิตเตอร์คือ RE = 680 Ω ให้ VBE = 0.7 V และใช้วงจรสมมูลเทวินินของตัวแบ่ง (อย่าละเลยกระแสเบส) หากระแสคอลเลกเตอร์ IC ใน mA
VCC = 20 V R1 = 39 kΩ R2 = 15 kΩ RC = 1 kΩ RE = 680 Ω β = 80
IC = mA
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
RC = 680 Ω β = 100 VCC = 12 V 3.3 V RB = ? ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 100 สวิตช์ตัวต้านทานโหลด 680 Ω ที่ต่อระหว่าง VCC = 12 V กับคอลเลกเตอร์ อีมิตเตอร์ต่อกราวด์ เบสถูกขับจากเอาต์พุตลอจิก 3.3 V ผ่านตัวต้านทานเบส RB ให้ VBE = 0.7 V และ VCE(sat) = 0.2 V เพื่อให้สวิตช์ทำงานได้เชื่อถือได้ ให้ออกแบบกระแสเบสเป็น 3 เท่าของค่าต่ำสุดที่ต้องใช้เพื่อให้อิ่มตัว หา RB ใน kΩ
VCC = 12 V RC = 680 Ω β = 100 Vin = 3.3 V VBE = 0.7 V VCE(sat) = 0.2 V การขับเกิน = 3
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 −12 ใน two's complement 8 บิต อ่านเป็นจำนวนไม่มีเครื่องหมาย ค่าของรูปแบบ U เป็นเท่าใด
N = −12 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 1010 1000 >> 3 ค่าของผลลัพธ์ R เป็นเท่าใดในเลขฐานสิบ
1010 1000 >> 3
R =
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
AB CD 00 01 11 10 00 01 11 10 1 1 1 1 1 1 1 1
ในแผนที่คาร์โนห์นี้มี 1 เพียงตัวเดียวพอดีที่ไม่มี 1 อยู่ติดกัน จึงยังเป็นกลุ่มหนึ่งเซลล์ (มินเทอมเต็มที่มีสี่ลิเทอรัล) ในรูป SOP ที่น้อยที่สุด เพื่อนบ้านข้ามขอบแผนที่นับด้วย ให้คลิกเซลล์นั้น
F = Σm(1, 3, 5, 7, 10, 11, 12, 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
FF Q0 Q0 FF Q1 Q1 FF Q2 Q2 FF Q3 Q3 CLK MOD-13 ตัวนับมอด-13 สร้างจากฟลิปฟล็อปจำนวนน้อยที่สุด มีสถานะที่เป็นไปได้กี่สถานะ U ที่ไม่เคยถูกใช้
N = 13
U =
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
t (s) f(t) t = 0.2 f(0.2) = ? จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 40/(s(s + 2)(s + 5)) ด้วยเศษส่วนย่อย และหาค่า f(0.2)
F(s) = 40/(s(s + 2)(s + 5)) t = 0.2 s
f(0.2) =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.1 y(0.1) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 8y′ + 15y = 30·u(t) เริ่มจากหยุดนิ่ง (y(0) = 0, y′(0) = 0) และอินพุตเป็นฟังก์ชันขั้น u(t) = 5 สำหรับ t ≥ 0 จงใช้การแปลงลาปลาซหาเอาต์พุต y(0.1)
y″ + 8y′ + 15y = 30·u(t) u(t) = 5 y(0) = 0, y′(0) = 0 t = 0.1 s
y(0.1) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 4 K + 8 s + 5 G(s) C(s) 1 H₁ − − พืช G(s) = 8/(s + 5) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 1 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 4 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาอัตราขยาย DC วงปิด T(0)
G(s) = 8/(s + 5) H₁ = 1 K = 4
T(0) =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 6 s + 1 G₁ + 8 s + 5 G₂ C(s) 2 H₁ − 1 H₂ − ลดรูปแผนภาพบล็อกที่มี G₁ = 6/(s + 1), G₂ = 8/(s + 5) การป้อนกลับลบภายใน H₁ = 2 รอบ G₂ และการป้อนกลับลบภายนอก H₂ = 1 จงหาอัตราขยาย DC T(0) ของ C(s)/R(s)
G₁ = 6/(s + 1) G₂ = 8/(s + 5) H₁ = 2 H₂ = 1
T(0) =
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 69/(s² + 8s + 69) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 69/(s² + 8s + 69)
%OS = %
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/(s(s + 12)) จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดพุ่งเกิน 25 %
G(s) = K/(s(s + 12)) %OS = 25 %
K =
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin R = 47 Ω L = 22 mH vout ตัวกรองความถี่สูงผ่าน RLที่แสดงมีR = 47 Ω, L = 22 mH ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 1.4 kHz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 47 Ω L = 22 mH f = 1.4 kHz
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) = 72/(s(s + 4)) จงหาขอบเฟส PM เป็นองศา
L(s) = 72/(s(s + 4))
PM = °
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K 1 (s + 1)(s + 2)(s + 5) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 5)) โดย K > 0 จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K/((s + 1)(s + 2)(s + 5))
Kmax =
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
Re Im −0.5 −1 −1.5 −2 −2.5 −3 −3.5 −4 0.5 j0.5 j1 root locus ของ L(s) = K/(s(s + 1)(s + 3)) ออกจากแกนจริงระหว่าง s = 0 และ s = −1 จงหาจุดแยกออก sb
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 3))
sb =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = K/(s(s + 1)) ต้องตามแรมป์ r(t) = 2t ด้วยค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 0.02 จงหาอัตราขยาย K
G(s) = K/(s(s + 1)) r(t) = 2t ess = 0.02
K =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + K = 25 10 s(s + 5) C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 25 ขับโรงงาน G(s) = 10/(s(s + 5)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 10/(s(s + 5)) K = 25
%OS = %