1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 3 Ω IR1 R3 = 8 Ω + − V1 15 V R2 10 Ω A R4 20 Ω B หากระแส IR1 ที่แหล่งจ่ายจ่ายออกมา ซึ่งไหลผ่าน R1
V1 = 15 V R1 = 3 Ω R2 = 10 Ω R3 = 8 Ω R4 = 20 Ω
IR1 = A
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 8 Ω R3 = 3 Ω R5 = 4 Ω + − V1 18 V R2 8 Ω A R4 10 Ω B R6 8 Ω
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 18 V R1 = 8 Ω R2 = 8 Ω R3 = 3 Ω R4 = 10 Ω R5 = 4 Ω R6 = 8 Ω
Req = Ω
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 20 Ω IR1 R3 = 20 Ω + − V1 6 V R2 5 Ω A R4 2 Ω B Is 5 A ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา กระแส IR1 ผ่าน R1 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 6 V Is = 5 A R1 = 20 Ω R2 = 5 Ω R3 = 20 Ω R4 = 2 Ω
IR1 = A
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 10 Ω R2 = 25 Ω IR2 R4 = 15 Ω + − V1 30 V R3 25 Ω A R5 5 Ω B Is 4 A + − V2 15 V ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา กระแส IR2 ผ่าน R2 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 30 V Is = 4 A V2 = 15 V R1 = 10 Ω R2 = 25 Ω R3 = 25 Ω R4 = 15 Ω R5 = 5 Ω
IR2 = A
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 12 Ω R2 = 5 Ω + − V1 12 V R3 4 Ω A + − V2 15 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแสเมช I1 (ตามเข็มนาฬิกา)
V1 = 12 V V2 = 15 V R1 = 12 Ω R2 = 5 Ω R3 = 4 Ω
I1 = A
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 6 Ω R2 = 20 Ω R3 = 20 Ω IR3 + − V1 18 V R4 8 Ω A R5 25 Ω B + − V2 15 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR3 ผ่าน R3 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 18 V V2 = 15 V R1 = 6 Ω R2 = 20 Ω R3 = 20 Ω R4 = 8 Ω R5 = 25 Ω
IR3 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 8 Ω R3 = 5 Ω + − V1 30 V R2 2 Ω + − VR2 A R4 3 Ω B Is 4 A ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา แรงดัน VR2 ที่ตกคร่อม R2 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 30 V Is = 4 A R1 = 8 Ω R2 = 2 Ω R3 = 5 Ω R4 = 3 Ω
VR2 = V
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 2 Ω R2 = 8 Ω − + VR2 R4 = 3 Ω + − V1 5 V R3 8 Ω A Is 6 A B − + V2 15 V ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา แรงดัน VR2 ที่ตกคร่อม R2 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 5 V Is = 6 A V2 = 15 V R1 = 2 Ω R2 = 8 Ω R3 = 8 Ω R4 = 3 Ω
VR2 = V
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 8 Ω R3 = 12 Ω + − V1 10 V R2 2 Ω A a b
หาความต้านทานเทวินิน Rth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 10 V R1 = 8 Ω R2 = 2 Ω R3 = 12 Ω
Rth = Ω
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 5 Ω R3 = 5 Ω + − V1 10 V R2 10 Ω A Is 5 A B a b หากระแสนอร์ตัน IN คือกระแสที่ไหลจาก a ไป b เมื่อลัดวงจรขั้ว
V1 = 10 V Is = 5 A R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω R3 = 5 Ω
IN = A
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
+ − Vs 9 V t = 0 R = 10 Ω L 100 mH i(t) ตัวเหนี่ยวนำไม่มีกระแสก่อนที่สวิตช์จะปิดที่ t = 0 จงหาพลังงาน W ที่สะสมในตัวเหนี่ยวนำที่ t = 10 ms ใน mJ
Vs = 9 V R = 10 Ω L = 100 mH t = 10 ms
W = mJ
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 9 V R1 = 20 Ω R2 = 22 Ω ปิดที่ t = 0 L 47 mH i(t) สวิตช์คร่อม R2 เปิดมานานแล้ว กระแสตัวเหนี่ยวนำจึงคงตัว ที่ t = 0 สวิตช์ปิดและลัดวงจร R2 หลังจาก t = 0 นานเท่าใด t กระแสตัวเหนี่ยวนำจึงถึง 0.379 A
Vs = 9 V R1 = 20 Ω R2 = 22 Ω L = 47 mH
t = ms
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
100 V 200 Hz R = 100 Ω L = 250 mH C = 2.2 µF วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 100 V (rms) 200 Hz หามุมเฟส φ ของอิมพีแดนซ์ ในหน่วยองศา (เป็นบวกเมื่อกระแสล้าหลังแรงดัน)
V = 100 V (rms) f = 200 Hz R = 100 Ω L = 250 mH C = 2.2 µF
φ = °
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
120 V 1000 Hz R = 30 Ω L = 50 mH C = 4.7 µF วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 120 V (rms) 1000 Hz หาความถี่เรโซแนนซ์ f0 ของวงจร
V = 120 V (rms) f = 1000 Hz R = 30 Ω L = 50 mH C = 4.7 µF
f0 = Hz
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
โหลดที่มีอิมพีแดนซ์ Z = 5 + j12 Ω ต่อกับแหล่งจ่ายเฟสเดียว 240 V (rms) จงหากำลังปรากฏ S
V = 240 V Z = 5 + j12 Ω
S = VA
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
โหลดเฟสเดียวใช้กำลัง 40 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.75 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 240 V 50 Hz ตัวเก็บประจุที่ต่อขนานทำให้ตัวประกอบกำลังเพิ่มเป็น 0.95 หาความจุ C ที่ต้องใช้
P = 40 kW pf1 = 0.75 pf2 = 0.95 V = 240 V f = 50 Hz
C = µF
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 480 V Z = 3 + j4 Ω ต่อเฟส
โหลดต่อแบบ Δ สมดุลที่มีอิมพีแดนซ์ 3 + j4 Ω ต่อเฟส ต่อกับแหล่งจ่ายสามเฟสสมดุลที่มีแรงดันสาย–สาย 480 V หากำลังจริงรวม P ที่โหลดดูดซับใน kW
VL = 480 V Z = 3 + j4 Ω ต่อเฟส
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 0.98 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม หากำลังรีแอกทีฟรวม QC ที่ชุดตัวเก็บประจุต้องจ่าย ใน kvar
P = 80 kW pf1 = 0.72 pf2 = 0.98 VL = 400 V f = 50 Hz
QC = kvar
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
ต่อตัวต้านทาน 8 Ω คร่อมขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงอุดมคติที่มีอัตราส่วนจำนวนรอบ N₁:N₂ = 10:1 หาความต้านทาน R1′ ที่มองเข้าไปจากขดลวดปฐมภูมิ
N1 :N2 = 10:1 RL = 8 Ω
R1′ = Ω
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 25 kVA มีการสูญเสียในแกน 200 W และการสูญเสียในทองแดง 500 W ที่โหลดพิกัด จ่ายโหลด 75% ของ kVA พิกัด ที่ตัวประกอบกำลัง 0.8 ล้าหลัง หาการสูญเสียรวม Ploss เป็นวัตต์ที่โหลดนี้
S = 25 kVA Pcore = 200 W Pcu,fl = 500 W x = 0.75 pf = 0.8
Ploss = W
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = 100 kΩ R1 = 22 kΩ Vin ออปแอมป์เป็นแบบอุดมคติและใช้แหล่งจ่าย ±15 V เอาต์พุตอิ่มตัวที่ ±13 V เครื่องขยายแบบไม่กลับเฟสถูกขับด้วยคลื่นไซน์ จงหาแอมพลิจูดอินพุตที่ใหญ่ที่สุด Vin,max (ค่ายอด) ที่เอาต์พุตไม่ถูกตัด
R1 = 22 kΩ Rf = 100 kΩ Vsat = ±13 V
Vin,max = V
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
− + Vout Rf = 10 kΩ V1 = 0.6 V R1 = 1 kΩ V2 = 0.5 V R2 = 22 kΩ If เครื่องขยายแบบรวมสัญญาณใช้ออปแอมป์อุดมคติที่มีแหล่งจ่าย ±15 V หากระแส If ผ่านตัวต้านทานป้อนกลับ ที่ไหลไปทางเอาต์พุต
V1 = 0.6 V V2 = 0.5 V R1 = 1 kΩ R2 = 22 kΩ Rf = 10 kΩ
If = mA
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
RC = 470 Ω β = 75 VCC = 15 V RB = 220 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 75 ถูกไบแอสด้วยตัวต้านทานเบส RB = 220 kΩ จากแหล่งจ่าย VCC = 15 V ตัวต้านทานคอลเลกเตอร์คือ RC = 470 Ω และอีมิตเตอร์ต่อกราวด์ ให้ VBE = 0.7 V และสมมติว่าทรานซิสเตอร์อยู่ในบริเวณแอกทีฟ หาแรงดันคอลเลกเตอร์–อีมิตเตอร์ VCE
VCC = 15 V RB = 220 kΩ RC = 470 Ω β = 75 VBE = 0.7 V
VCE = V
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
RC = 470 Ω β = 80 VCC = 12 V 5 V RB = ? ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 80 สวิตช์ตัวต้านทานโหลด 470 Ω ที่ต่อระหว่าง VCC = 12 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 = 12 V RC = 470 Ω β = 80 Vin = 5 V VBE = 0.7 V VCE(sat) = 0.2 V
RB = kΩ
25. ระบบเลข ปานกลาง
ค่าประจำตำแหน่งใน two's complement 1 −128 0 64 0 32 0 16 0 8 0 4 1 2 0 1
รูปแบบ 8 บิต 1000 0010 เก็บจำนวนเต็มมีเครื่องหมายแบบ two's complement ค่าของมัน N ในเลขฐานสิบคือเท่าใด
1000 0010 8 bit
N =
26. ระบบเลข ยาก
10 บิต two's complement, N = ? ? เครื่องหมาย ? ? ? ? ? ? ? ? ?
จำนวนเต็มที่ติดลบมากที่สุด N ที่เก็บได้ใน two's complement 10 บิตคือเท่าใด
10 bit
N =
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
AB CD 00 01 11 10 00 01 11 10 1 1 1 1 1 1
ในแผนที่คาร์โนห์นี้มี 1 เพียงตัวเดียวพอดีที่ไม่มี 1 อยู่ติดกัน จึงยังเป็นกลุ่มหนึ่งเซลล์ (มินเทอมเต็มที่มีสี่ลิเทอรัล) ในรูป SOP ที่น้อยที่สุด เพื่อนบ้านข้ามขอบแผนที่นับด้วย ให้คลิกเซลล์นั้น
F = Σm(7, 9, 10, 11, 12, 14)
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
D Q3 Q3 D Q2 Q2 D Q1 Q1 D Q0 Q0 CLK RING ตัวนับริง 4 บิต Q₃Q₂Q₁Q₀ เริ่มที่ 1010 ทุกขอบสัญญาณนาฬิกา บิตเลื่อนไปทางขวาหนึ่งตำแหน่ง (Q₃ → Q₂ → Q₁ → Q₀) และ Q₃ รับค่า Q₀ จงหาสถานะ Q = Q₃Q₂Q₁Q₀ เป็นเลขฐานสิบหลัง 10 ขอบสัญญาณนาฬิกา
Q₃Q₂Q₁Q₀ = 1010 10
Q =
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
F(s) = (6s + 25)/(s² + 9s + 8) การแปลงผกผันของมันมีรูป f(t) = A·e−t + B·e−8t จงหาสัมประสิทธิ์ A ด้วยเศษส่วนย่อย
F(s) = (6s + 25)/(s² + 9s + 8)
A =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.1 y(0.1) = ? จงแก้ y″ + 9y′ + 20y = 0 โดย y(0) = −10 และ y′(0) = 11 ด้วยการแปลงลาปลาซ และหา y(0.1)
y″ + 9y′ + 20y = 0 y(0) = −10 y′(0) = 11 t = 0.1 s
y(0.1) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 2 s + 9 G(s) C(s) 0.25 H − พืช G(s) = 2/(s + 9) ถูกควบคุมในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 0.25 ป้อนฟังก์ชันขั้นขนาด 10 ที่ R จงหาเอาต์พุตสถานะคงตัว css
G(s) = 2/(s + 9) H = 0.25 R = 10
css =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + K ตัวควบคุม + D(s) + 1 s + 4 พืช C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับพืช G(s) = 1/(s + 4) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 1 เข้าที่อินพุตของพืชขณะที่ R = 0 จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด K ที่ทำให้เอาต์พุตสถานะคงตัวไม่เกิน 0.005
G(s) = 1/(s + 4) D = 1 css ≤ 0.005
K =
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 148/(s² + 14s + 74) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 148/(s² + 14s + 74)
tp = s
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/(s(s + 6)) จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดพุ่งเกิน 5 %
G(s) = K/(s(s + 6)) %OS = 5 %
K =
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin C = 10 nF R = 10 kΩ vout
ตัวกรองความถี่สูงผ่าน RCที่แสดงมีR = 10 kΩ, C = 10 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 400 Hz จงหาอัตราขยาย |H| = |vout /vin | ใน dB
R = 10 kΩ C = 10 nF f = 400 Hz
|H| = dB
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) −270 −180 −90 0 ω180 วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 1078/(s(s + 9)(s + 10)) จงหาขอบอัตราขยาย GM ใน dB
L(s) = 1078/(s(s + 9)(s + 10))
GM = dB
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K 1 s(s + 1)(s + 10) C(s) − วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10)) จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 10))
Kmax =
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
Re Im −2 −4 −6 −8 −10 −12 −14 −16 j2 j4 root locus ของ L(s) = K(s + 13)/(s(s + 6)) ออกจากแกนจริงระหว่าง s = 0 และ s = −6 วนเป็นวงกลมและรวมแกนจริงอีกครั้งทางซ้ายของศูนย์ จงหาจุดแยกออก sb
L(s) = K(s + 13)/(s(s + 6))
sb =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
กระบวนการ G(s) = 2/(0.5s + 1) ถูกควบคุมด้วยอัตราขยายสัดส่วน K = 1 ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess สำหรับขั้น เป็นเปอร์เซ็นต์ของขนาดขั้น
G(s) = 2/(0.5s + 1) K = 1
ess = %
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับโรงงาน G(s) = 1/(s(s + 8)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.6
G(s) = 1/(s(s + 8)) ζ = 0.6
K =