1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 8 Ω R3 = 8 Ω + − V1 15 V R2 5 Ω A R4 6 Ω B
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 15 V R1 = 8 Ω R2 = 5 Ω R3 = 8 Ω R4 = 6 Ω
Req = Ω
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 15 Ω R3 = 30 Ω R5 = 3 Ω + − V1 15 V R2 4 Ω A R4 3 Ω B R6 10 Ω
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 15 V R1 = 15 Ω R2 = 4 Ω R3 = 30 Ω R4 = 3 Ω R5 = 3 Ω R6 = 10 Ω
Req = Ω
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 3 Ω R3 = 12 Ω + − V1 24 V R2 10 Ω A R4 3 Ω B Is 5 A ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา แรงดันที่โหนด VB (วัดเทียบกับกราวด์)
V1 = 24 V Is = 5 A R1 = 3 Ω R2 = 10 Ω R3 = 12 Ω R4 = 3 Ω
VB = V
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 3 Ω R2 = 15 Ω R4 = 30 Ω + − V1 10 V R3 12 Ω A R5 20 Ω B Is 2.5 A + − V2 6 V ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา แรงดันที่โหนด VA (วัดเทียบกับกราวด์)
V1 = 10 V Is = 2.5 A V2 = 6 V R1 = 3 Ω R2 = 15 Ω R3 = 12 Ω R4 = 30 Ω R5 = 20 Ω
VA = V
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 15 Ω IR1 R2 = 15 Ω + − V1 12 V R3 10 Ω A + − V2 12 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR1 ผ่าน R1 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 12 V V2 = 12 V R1 = 15 Ω R2 = 15 Ω R3 = 10 Ω
IR1 = A
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 4 Ω R2 = 10 Ω R3 = 15 Ω IR3 + − V1 30 V R4 30 Ω A R5 12 Ω B + − V2 18 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR3 ผ่าน R3 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 30 V V2 = 18 V R1 = 4 Ω R2 = 10 Ω R3 = 15 Ω R4 = 30 Ω R5 = 12 Ω
IR3 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 6 Ω R3 = 3 Ω + − V1 24 V R2 20 Ω A R4 12 Ω IR4 B Is 2.5 A ใช้หลักการซ้อนทับหากำลังไฟฟ้า PR4 ที่ R4 ดูดกลืน
V1 = 24 V Is = 2.5 A R1 = 6 Ω R2 = 20 Ω R3 = 3 Ω R4 = 12 Ω
PR4 = W
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 12 Ω R2 = 15 Ω + − VR2 R4 = 25 Ω + − V1 6 V R3 6 Ω A Is 5 A B − + V2 15 V ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา แรงดัน VR2 ที่ตกคร่อม R2 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 6 V Is = 5 A V2 = 15 V R1 = 12 Ω R2 = 15 Ω R3 = 6 Ω R4 = 25 Ω
VR2 = V
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 4 Ω R3 = 3 Ω + − V1 10 V R2 4 Ω A a b
หากระแสนอร์ตัน IN คือกระแสที่ไหลจาก a ไป b เมื่อลัดวงจรขั้ว
V1 = 10 V R1 = 4 Ω R2 = 4 Ω R3 = 3 Ω
IN = A
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 8 Ω R3 = 5 Ω + − V1 12 V R2 8 Ω A Is 5 A B RL 12 Ω IL ต่อโหลด RL = 12 Ω คร่อม a–b แทนส่วนที่เหลือของวงจรด้วยวงจรสมมูลเทวินิน แล้วหากระแสโหลด IL
V1 = 12 V Is = 5 A R1 = 8 Ω R2 = 8 Ω R3 = 5 Ω RL = 12 Ω
IL = A
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
+ − Vs 24 V t = 0 R = 68 Ω L 47 mH i(t) ตัวเหนี่ยวนำไม่มีกระแสก่อนที่สวิตช์จะปิดที่ t = 0 หาแรงดัน vL คร่อมตัวเหนี่ยวนำที่ t = 1 ms
Vs = 24 V R = 68 Ω L = 47 mH t = 1 ms
vL = V
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 12 V t = 0 R = ? C 10 µF + − vC
ตัวตั้งเวลาเริ่มประจุตัวเก็บประจุที่ไม่มีประจุผ่านตัวต้านทานจากแหล่งจ่าย 12 V ที่ t = 0 ต้องทริกเกอร์เมื่อแรงดันตัวเก็บประจุถึง 10.8 V พอดี 100 ms หลังเริ่ม เมื่อ C = 10 µF จงหาความต้านทาน R ที่ต้องการ
Vs = 12 V Vth = 10.8 V T = 100 ms C = 10 µF
R = kΩ
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
50 V 50 Hz R = 80 Ω L = 200 mH C = 4.7 µF วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 50 V (rms) 50 Hz หามุมเฟส φ ของอิมพีแดนซ์ ในหน่วยองศา (เป็นบวกเมื่อกระแสล้าหลังแรงดัน)
V = 50 V (rms) f = 50 Hz R = 80 Ω L = 200 mH C = 4.7 µF
φ = °
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
V f R = 50 Ω L = 200 mH C = 10 µF วงจร RLC อนุกรมมี R = 50 Ω, L = 200 mH และ C = 10 µF จงหาแบนด์วิดท์ B (ความกว้างของแถบระหว่างความถี่กำลังครึ่ง) ใน Hz
R = 50 Ω L = 200 mH C = 10 µF
B = Hz
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
โหลดเชิงเหนี่ยวนำดึง 2 A และ 408 W จากแหล่งจ่ายเฟสเดียว 240 V (rms) จงจำลองเป็นความต้านทาน R อนุกรมกับรีแอกแตนซ์ X จงหา X
V = 240 V I = 2 A P = 408 W
X = Ω
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
โหลดเฟสเดียวใช้กำลัง 35 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.65 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 230 V 50 Hz ตัวเก็บประจุที่ต่อขนานทำให้ตัวประกอบกำลังเพิ่มเป็น 0.95 หาความจุ C ที่ต้องใช้
P = 35 kW pf1 = 0.65 pf2 = 0.95 V = 230 V f = 50 Hz
C = µF
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 690 V IL = 30 A cos φ = 0.82 ล้าหลัง โหลดสามเฟสสมดุลดึงกระแสสาย 30 A จากแหล่งจ่ายที่มีแรงดันสาย–สาย 690 V ตัวประกอบกำลังคือ 0.82 ล้าหลัง หากำลังจริงรวม P ที่โหลดใช้ใน kW
VL = 690 V IL = 30 A cos φ = 0.82
P = kW
18. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ยาก
P = 300 kW φ1 S1 Q2 QC
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 300 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.72 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 690 V (สาย–สาย) 60 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.98 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม ตัวเก็บประจุต่อแบบ Y หาความจุ Cph ของตัวเก็บประจุแต่ละตัวใน µF
P = 300 kW pf1 = 0.72 pf2 = 0.98 VL = 690 V f = 60 Hz
Cph = µF
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
เครื่องขยายเสียงที่มีความต้านทานขาออก 200 Ω ขับลำโพง 8 Ω ผ่านหม้อแปลงอุดมคติ เพื่อให้ถ่ายโอนกำลังสูงสุด ลำโพงต้องดูเหมือน 200 Ω จากเครื่องขยาย หาอัตราส่วนจำนวนรอบ a = N₁/N₂
Rs = 200 Ω RL = 8 Ω
a =
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 25 kVA มีการสูญเสียในแกน 100 W และการสูญเสียในทองแดง 400 W ที่โหลดพิกัด จ่ายโหลด 75% ของ kVA พิกัด ที่ตัวประกอบกำลัง 0.85 ล้าหลัง หาการสูญเสียรวม Ploss เป็นวัตต์ที่โหลดนี้
S = 25 kVA Pcore = 100 W Pcu,fl = 400 W x = 0.75 pf = 0.85
Ploss = W
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = ? R1 = 2 kΩ Vin เลือกตัวต้านทานป้อนกลับ Rf ที่ทำให้เครื่องขยายแบบไม่กลับเฟสนี้มีอัตราขยายแรงดัน 4
R1 = 2 kΩ Av = 4
Rf = kΩ
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
− + Vout Rf = 22 kΩ V1 = 2 V R1 = 4.7 kΩ V2 = −1.5 V R2 = 100 kΩ เครื่องขยายแบบรวมสัญญาณใช้ออปแอมป์อุดมคติที่มีแหล่งจ่าย ±15 V หาแรงดันเอาต์พุต Vout
V1 = 2 V V2 = −1.5 V R1 = 4.7 kΩ R2 = 100 kΩ Rf = 22 kΩ
Vout = V
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
+ − 12 V R = ? 2 × 2.2 V 15 mA LED 2 เขียว ตัว (แรงดันไปข้างหน้าตัวละ 2.2 V) ต่ออนุกรมกับตัวต้านทานเข้ากับแหล่งจ่าย 12 V จงหาความต้านทาน R ที่ตั้งกระแสเป็น 15 mA
Vs = 12 V VF = 2.2 V n = 2 I = 15 mA
R = Ω
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
ตัวควบคุมซีเนอร์ 5.1 V มีตัวต้านทานอนุกรม 680 Ω อินพุตเพิ่มขึ้นได้ถึง 12 V และโหลดอาจถูกถอดออก จงหากำลังสูงสุด PZ,max ที่ซีเนอร์ต้องสูญเสีย
Vin,max = 12 V VZ = 5.1 V R = 680 Ω
PZ,max = mW
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 −84 ใน two's complement 8 บิต อ่านเป็นจำนวนไม่มีเครื่องหมาย ค่าของรูปแบบ U เป็นเท่าใด
N = −84 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 1101 0001 XOR 1110 1010 ค่าของผลลัพธ์ R เป็นเท่าใดในเลขฐานสิบ
1101 0001 XOR 1110 1010
R =
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
MUX C I0 1 I1 C I2 C I3 A B S1 S0 F มัลติเพล็กเซอร์ 4 ต่อ 1 มีอินพุตเลือก S₁ = A และ S₀ = B และอินพุตข้อมูลต่อเข้ากับ I₀ = C, I₁ = 1, I₂ = C, I₃ = C จาก 8 ชุดของ A, B และ C มีกี่ชุดที่เอาต์พุต F = 1 จงหา N
I₀ = C I₁ = 1 I₂ = C I₃ = C
N =
28. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ยาก
AB CD 00 01 11 10 00 01 11 10 X 0 X 1 0 3 0 2 1 4 0 5 1 7 0 6 0 12 1 13 1 15 0 14 0 8 0 9 0 11 1 10
จงหารูป SOP ที่น้อยที่สุดของ F(A, B, C, D) = Σm(4, 7, 10, 13, 15) + d(0, 1) โดย d แทนเงื่อนไขไม่สนใจ มีกี่พจน์ผลคูณ N
F(A, B, C, D) = Σm(4, 7, 10, 13, 15) + d(0, 1)
N =
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
t (s) f(t) t = 0.1 f(0.1) = ? จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 60/(s(s + 5)(s + 6)) ด้วยเศษส่วนย่อย และหาค่า f(0.1)
F(s) = 60/(s(s + 5)(s + 6)) t = 0.1 s
f(0.1) =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
Re Im −0.5 −1 −1.5 −2 −2.5 −3 0.5 1 ระบบอธิบายด้วยสมการเชิงอนุพันธ์ y″ + 4y′ + 3y = u′ + u โดยมีอินพุต u(t) และเอาต์พุต y(t) จงหาฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = Y(s)/U(s) (เงื่อนไขเริ่มต้นเป็นศูนย์) และหาผลตอบสนองอิมพัลส์ g(t) ที่ t = 0.3 s จงหา g(0.3)
y″ + 4y′ + 3y = u′ + u t = 0.3 s
g(0.3) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
วงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 50/(s(s + 9)) สัญญาณอ้างอิงเป็นฟังก์ชันทางลาด r(t) = 10·t จงหาค่าผิดพลาดสถานะคงตัว ess
G(s) = 50/(s(s + 9)) r(t) = 10·t
ess =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 40 s(s + 5) G(s) C(s) 1 H − พืช G(s) = 40/(s(s + 5)) อยู่ในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 1 โพลวงปิดเป็นจำนวนเชิงซ้อน จงหาส่วนจริง σ ของพวกมัน
G(s) = 40/(s(s + 5)) H = 1
σ =
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 164/(s² + 14s + 82) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย โพลคือ s = σ ± jωd จงหาส่วนจริง σ
G(s) = 164/(s² + 14s + 82)
σ =
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/(s(s + 5)) จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดพุ่งเกิน 15 %
G(s) = K/(s(s + 5)) %OS = 15 %
K =
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin R = 10 kΩ C = 4.7 nF vout
ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน RCที่แสดงมีR = 10 kΩ, C = 4.7 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 17 kHz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 10 kΩ C = 4.7 nF f = 17 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) = 84/(s(s + 4)(s + 9)) จงหาความถี่จุดตัดเฟส ω180 ที่ ∠L(jω) = −180°
L(s) = 84/(s(s + 4)(s + 9))
ω180 = rad/s
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K 1 s(s + 6)(s + 8) C(s) − วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 6)(s + 8)) อัตราขยายถูกเพิ่มจนวงปิดอยู่ที่ขอบของเสถียรภาพ จงหาความถี่ ω ของการสั่นที่คงอยู่
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 8))
ω = rad/s
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
root locus ของ L(s) = K/(s(s + 6)) แสดงไว้ จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้โพลวงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.3
L(s) = K/(s(s + 6)) ζ = 0.3
K =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
R(s) + K (s + 1)(s + 5) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/((s + 1)(s + 5)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 4 % สำหรับอินพุตขั้น
G(s) = K/((s + 1)(s + 5)) ess = 4 %
K =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + 5 + Kd s 2 s(s + 2) C(s) − ตัวควบคุม PD C(s) = 5 + Kd ·s ขับโรงงาน G(s) = 2/(s(s + 2)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยายอนุพันธ์ Kd ที่ทำให้วงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.9
G(s) = 2/(s(s + 2)) Kp = 5 ζ = 0.9
Kd = s