1.ตัวต้านทานอนุกรมและขนานปานกลาง
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 24 VR1 = 3 ΩR2 = 8 ΩR3 = 4 ΩR4 = 20 Ω
Req = Ω
2.ตัวต้านทานอนุกรมและขนานยาก
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 5 VR1 = 4 ΩR2 = 25 ΩR3 = 20 ΩR4 = 4 ΩR5 = 5 ΩR6 = 3 Ω
Req = Ω
3.การวิเคราะห์โหนดปานกลาง
สามกิ่งต่อระหว่างโนด A กับกราวด์ ตามที่แสดง ใช้การวิเคราะห์โนดหากระแส I1 ในกิ่ง 1 ซึ่งไหลขึ้นเข้าสู่โนด A ตามทิศของลูกศร
V1 = 15 VR1 = 6 ΩV2 = 24 VR2 = 12 ΩV3 = 30 VR3 = 8 Ω
I1 = A
4.การวิเคราะห์โหนดยาก
ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา กระแส IR4 ผ่าน R4 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 36 VIs = 3 AV2 = 15 VR1 = 12 ΩR2 = 10 ΩR3 = 3 ΩR4 = 15 ΩR5 = 5 Ω
IR4 = A
5.การวิเคราะห์เมชปานกลาง
ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแสเมช I2 (ตามเข็มนาฬิกา)
V1 = 12 VV2 = 24 VR1 = 20 ΩR2 = 10 ΩR3 = 3 Ω
I2 = A
6.การวิเคราะห์เมชยาก
ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแสเมช I1 (ตามเข็มนาฬิกา)
V1 = 12 VV2 = 5 VR1 = 10 ΩR2 = 25 ΩR3 = 15 ΩR4 = 2 ΩR5 = 2 Ω
I1 = A
7.การซ้อนทับปานกลาง
ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา แรงดัน VR2 ที่ตกคร่อม R2 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 12 VIs = 1.5 AR1 = 10 ΩR2 = 4 ΩR3 = 5 ΩR4 = 12 Ω
VR2 = V
8.การซ้อนทับยาก
ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา กระแส IR4 ผ่าน R4 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 9 VIs = 3 AV2 = 18 VR1 = 12 ΩR2 = 4 ΩR3 = 12 ΩR4 = 30 Ω
IR4 = A
9.เทวินินและนอร์ตันปานกลาง
หากระแสนอร์ตัน IN คือกระแสที่ไหลจาก a ไป b เมื่อลัดวงจรขั้ว
V1 = 6 VR1 = 15 ΩR2 = 2 ΩR3 = 4 Ω
IN = A
10.เทวินินและนอร์ตันยาก
ต่อโหลด RL = 12 Ω คร่อม a–b แทนส่วนที่เหลือของวงจรด้วยวงจรสมมูลเทวินิน แล้วหากระแสโหลด IL
V1 = 15 VIs = 5 AR1 = 8 ΩR2 = 20 ΩR3 = 8 ΩRL = 12 Ω
IL = A
11.ทรานเซียนต์ RC และ RLปานกลาง
ตัวเหนี่ยวนำไม่มีกระแสก่อนที่สวิตช์จะปิดที่ t = 0 จงหาพลังงาน W ที่สะสมในตัวเหนี่ยวนำที่ t = 25 ms ใน mJ
Vs = 20 VR = 20 ΩL = 220 mHt = 25 ms
W = mJ
12.ทรานเซียนต์ RC และ RLยาก
สวิตช์คร่อม R2 เปิดมานานแล้ว กระแสตัวเหนี่ยวนำจึงคงตัว ที่ t = 0 สวิตช์ปิดและลัดวงจร R2 จงหากระแสตัวเหนี่ยวนำ i ที่ t = 5 ms
Vs = 20 VR1 = 15 ΩR2 = 20 ΩL = 68 mHt = 5 ms
i = A
13.อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ปานกลาง
วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 230 V (rms) 60 Hz จงหากำลังจริง P ที่ดึงจากแหล่งจ่าย
V = 230 V (rms)f = 60 HzR = 40 ΩL = 250 mHC = 10 µF
P = W
14.อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ยาก
วงจร RLC อนุกรมมี R = 50 Ω, L = 50 mH และ C = 0.1 µF จงหาตัวประกอบคุณภาพ Q ที่เรโซแนนซ์
R = 50 ΩL = 50 mHC = 0.1 µF
Q =
15.กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลังปานกลาง
มอเตอร์เฟสเดียวใช้กำลัง 14 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.6 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 400 V หากำลังรีแอกทีฟ Q ที่ดึงมา
P = 14 kWpf = 0.6V = 400 V
Q = kvar
16.กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลังยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 15 kVA จ่ายให้โหลด 4 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.65 แบบตามหลัง จะเพิ่มกำลังจริง ΔP ได้อีกเท่าใดในรูปโหลดตัวต้านทาน (ตัวประกอบกำลังเท่ากับหนึ่ง) ก่อนที่หม้อแปลงจะถึงพิกัด kVA
Smax = 15 kVAP1 = 4 kWpf1 = 0.65
ΔP = kW
17.กำลังไฟฟ้าสามเฟสปานกลาง
มอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสให้กำลังกลขาออก 30 kW ที่โหลดเต็มพิกัด ที่โหลดนี้ประสิทธิภาพ 94% และตัวประกอบกำลัง 0.86 ล้าหลัง แหล่งจ่ายมีแรงดันสาย–สาย 400 V หากระแสสาย IL
Pout = 30 kWη = 94%cos φ = 0.86VL = 400 V
IL = A
18.กำลังไฟฟ้าสามเฟสยาก
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 75 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.78 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 690 V (สาย–สาย) 50 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.95 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม ตัวเก็บประจุต่อแบบ Y หาความจุ Cph ของตัวเก็บประจุแต่ละตัวใน µF
P = 75 kWpf1 = 0.78pf2 = 0.95VL = 690 Vf = 50 Hz
Cph = µF
19.หม้อแปลงไฟฟ้าปานกลาง
เครื่องขยายเสียงที่มีความต้านทานขาออก 180 Ω ขับลำโพง 5 Ω ผ่านหม้อแปลงอุดมคติ เพื่อให้ถ่ายโอนกำลังสูงสุด ลำโพงต้องดูเหมือน 180 Ω จากเครื่องขยาย หาอัตราส่วนจำนวนรอบ a = N₁/N₂
Rs = 180 ΩRL = 5 Ω
a =
20.หม้อแปลงไฟฟ้ายาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 100 kVA มีการสูญเสียในแกน 300 W ที่โหลดพิกัดและตัวประกอบกำลัง 0.9 ล้าหลัง ประสิทธิภาพคือ 98% หาการสูญเสียในทองแดงที่โหลดเต็ม Pcu,fl เป็นวัตต์
S = 100 kVAPcore = 300 Wpf = 0.9η = 98%
Pcu,fl = W
21.วงจรออปแอมป์ปานกลาง
ออปแอมป์เป็นแบบอุดมคติและใช้แหล่งจ่าย ±15 V หาแรงดันเอาต์พุต Vout
Vin = −1.5 VRa = 10 kΩRb = 2 kΩR1 = 10 kΩRf = 22 kΩ
Vout = V
22.วงจรออปแอมป์ยาก
เครื่องขยายแบบรวมสัญญาณใช้ออปแอมป์อุดมคติที่มีแหล่งจ่าย ±15 V หากระแส If ผ่านตัวต้านทานป้อนกลับ ที่ไหลไปทางเอาต์พุต
V1 = −0.3 VV2 = 0.6 VR1 = 1 kΩR2 = 47 kΩRf = 10 kΩ
If = mA
23.ไดโอดและทรานซิสเตอร์ปานกลาง
ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 120 มีไบแอสแบบตัวแบ่งแรงดันจาก VCC = 12 V: R₁ = 22 kΩ จาก VCC ไปยังเบส และ R₂ = 4.7 kΩ จากเบสไปกราวด์ ตัวต้านทานคอลเลกเตอร์คือ RC = 2.7 kΩ และตัวต้านทานอีมิตเตอร์คือ RE = 470 Ω ให้ VBE = 0.7 V และใช้วงจรสมมูลเทวินินของตัวแบ่ง (อย่าละเลยกระแสเบส) หาแรงดันคอลเลกเตอร์–อีมิตเตอร์ VCE
VCC = 12 VR1 = 22 kΩR2 = 4.7 kΩRC = 2.7 kΩRE = 470 Ωβ = 120
VCE = V
24.ไดโอดและทรานซิสเตอร์ยาก
ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 50 สวิตช์ตัวต้านทานโหลด 150 Ω ที่ต่อระหว่าง VCC = 24 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 = 24 VRC = 150 Ωβ = 50Vin = 5 VVBE = 0.7 VVCE(sat) = 0.2 V
RB = kΩ
25.ระบบเลขปานกลาง
เขียน −20 เป็นรูปแบบ two's complement 8 บิต อ่านรูปแบบนั้นเป็นเลขฐานสองแบบไม่มีเครื่องหมาย ค่าของมัน U ในเลขฐานสิบคือเท่าใด
N = −208 bit
U =
26.ระบบเลขยาก
ตั้งบิตให้เป็นผลลัพธ์ 8 บิตของ 1000 1011 >> 1 ค่าของผลลัพธ์ R เป็นเท่าใดในเลขฐานสิบ
1000 1011>> 1
R =
27.ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อปปานกลาง
ในแผนที่คาร์โนห์นี้มี 1 เพียงตัวเดียวพอดีที่ไม่มี 1 อยู่ติดกัน จึงยังเป็นกลุ่มหนึ่งเซลล์ (มินเทอมเต็มที่มีสี่ลิเทอรัล) ในรูป SOP ที่น้อยที่สุด เพื่อนบ้านข้ามขอบแผนที่นับด้วย ให้คลิกเซลล์นั้น
F = Σm(0, 1, 2, 4, 6, 11, 12, 13, 14)
- 1AB = 00, CD = 00
- 2AB = 00, CD = 01
- 3AB = 00, CD = 11
- 4AB = 00, CD = 10
- 5AB = 01, CD = 00
- 6AB = 01, CD = 01
- 7AB = 01, CD = 11
- 8AB = 01, CD = 10
- 9AB = 11, CD = 00
- 10AB = 11, CD = 01
- 11AB = 11, CD = 11
- 12AB = 11, CD = 10
- 13AB = 10, CD = 00
- 14AB = 10, CD = 01
- 15AB = 10, CD = 11
- 16AB = 10, CD = 10
28.ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อปยาก
จงหารูป SOP ที่น้อยที่สุดของ F(A, B, C, D) = Σm(5, 7, 8, 10, 14, 15) + d(0, 4, 6, 9) โดย d แทนเงื่อนไขไม่สนใจ มีกี่พจน์ผลคูณ N
F(A, B, C, D) = Σm(5, 7, 8, 10, 14, 15) + d(0, 4, 6, 9)
N =
29.การแปลงลาปลาซปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 60/(s(s + 4)(s + 6)) ด้วยเศษส่วนย่อย และหาค่า f(0.25)
F(s) = 60/(s(s + 4)(s + 6))t = 0.25 s
f(0.25) =
30.การแปลงลาปลาซยาก
ระบบอธิบายด้วยสมการเชิงอนุพันธ์ y″ + 6y′ + 5y = 3u 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″ + 6y′ + 5y = 3ut = 0.3 s
g(0.3) =
31.แผนภาพบล็อกปานกลาง
พืช G(s) = K/(s(s + 19)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีการหน่วงวิกฤต (โพลจริงเท่ากันสองตัว)
G(s) = K/(s(s + 19))ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
K =
32.แผนภาพบล็อกยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับพืช G(s) = 3/(s + 7) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 0.5 เข้าที่อินพุตของพืชขณะที่ R = 0 จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด K ที่ทำให้เอาต์พุตสถานะคงตัวไม่เกิน 0.002143
G(s) = 3/(s + 7)D = 0.5css ≤ 0.002143
K =
33.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 75/(s² + 4s + 25) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาค่าพุ่งเกินร้อยละ %OS ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 75/(s² + 4s + 25)
%OS = %
34.การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดยาก
ลูปป้อนกลับลบแบบหนึ่งหน่วยมี G(s) = 285/(s(s + 8)) จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดของลูปปิด โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 285/(s(s + 8))
ts = s
35.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพปานกลาง
ตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน RCที่แสดงมีR = 22 kΩ, C = 2.2 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 9.9 kHz จงหาอัตราขยาย |H| = |vout/vin| ใน dB
R = 22 kΩC = 2.2 nFf = 9.9 kHz
|H| = dB
36.แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพยาก
วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = K/(s(s + 5)(s + 7)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ขอบอัตราขยาย 15 dB
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 7))GM = 15 dB
K =
37.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสปานกลาง
วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 1)(s + 4)) จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 4))
Kmax =
38.เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัสยาก
root locus ของ L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10)) ออกจากแกนจริงระหว่าง s = 0 และ s = −6 จงหาจุดแยกออก sb
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10))
sb =
39.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDปานกลาง
อินพุต r(t) = 5 + 2t (ขั้นบวกแรมป์) ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 50(s + 4)/(s(s + 10)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 50(s + 4)/(s(s + 10))r(t) = 5 + 2t
ess =
40.ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PIDยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K = 1 ขับโรงงาน G(s) = 10/(s(s + 4)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 10/(s(s + 4))K = 1
ts = s