1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 6 Ω R3 = 12 Ω + − V1 18 V R2 15 Ω A R4 20 Ω B
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 18 V R1 = 6 Ω R2 = 15 Ω R3 = 12 Ω R4 = 20 Ω
Req = Ω
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 30 Ω R3 = 2 Ω R5 = 8 Ω + − V1 30 V R2 30 Ω A R4 6 Ω B R6 10 Ω
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 30 V R1 = 30 Ω R2 = 30 Ω R3 = 2 Ω R4 = 6 Ω R5 = 8 Ω R6 = 10 Ω
Req = Ω
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
− + Vs = 4 V Is 5 A A R1 12 Ω R2 3 Ω B แหล่งกำเนิดแรงดัน Vₛ ระหว่าง A และ B มีขั้ว + ที่ B จึงทำให้ VB − VA = Vₛ ใช้การวิเคราะห์โนดด้วยซูเปอร์โนดหา แรงดันที่โหนด VB (วัดเทียบกับกราวด์)
Is = 5 A Vs = 4 V R1 = 12 Ω R2 = 3 Ω
VB = V
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 5 Ω R2 = 30 Ω IR2 R4 = 3 Ω + − V1 30 V R3 4 Ω A R5 15 Ω B Is 0.5 A + − V2 5 V ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา กระแส IR2 ผ่าน R2 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 30 V Is = 0.5 A V2 = 5 V R1 = 5 Ω R2 = 30 Ω R3 = 4 Ω R4 = 3 Ω R5 = 15 Ω
IR2 = A
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 3 Ω R2 = 3 Ω + − V1 24 V R3 3 Ω A + − V2 18 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแสเมช I2 (ตามเข็มนาฬิกา)
V1 = 24 V V2 = 18 V R1 = 3 Ω R2 = 3 Ω R3 = 3 Ω
I2 = A
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 15 Ω R2 = 10 Ω R3 = 8 Ω + − V1 36 V R4 4 Ω IR4 A R5 8 Ω B + − V2 24 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR4 ผ่าน R4 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 36 V V2 = 24 V R1 = 15 Ω R2 = 10 Ω R3 = 8 Ω R4 = 4 Ω R5 = 8 Ω
IR4 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 15 Ω IR1 R3 = 15 Ω + − V1 10 V R2 10 Ω A R4 3 Ω B Is 1.5 A ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา กระแส IR1 ผ่าน R1 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 10 V Is = 1.5 A R1 = 15 Ω R2 = 10 Ω R3 = 15 Ω R4 = 3 Ω
IR1 = A
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 25 Ω R2 = 25 Ω R4 = 25 Ω + − V1 9 V R3 8 Ω IR3 A Is 6 A B + − V2 12 V ใช้หลักการซ้อนทับหากำลังไฟฟ้า PR3 ที่ R3 ดูดกลืน
V1 = 9 V Is = 6 A V2 = 12 V R1 = 25 Ω R2 = 25 Ω R3 = 8 Ω R4 = 25 Ω
PR3 = W
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 6 Ω R3 = 20 Ω + − V1 15 V R2 10 Ω A a b
หากระแสนอร์ตัน IN คือกระแสที่ไหลจาก a ไป b เมื่อลัดวงจรขั้ว
V1 = 15 V R1 = 6 Ω R2 = 10 Ω R3 = 20 Ω
IN = A
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 30 Ω R3 = 15 Ω + − V1 5 V R2 6 Ω A Is 5 A B a b หาแรงดันเทวินิน Vth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 5 V Is = 5 A R1 = 30 Ω R2 = 6 Ω R3 = 15 Ω
Vth = V
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
+ − Vs 6 V t = 0 R = 22 Ω L 22 mH i(t) ตัวเหนี่ยวนำไม่มีกระแสก่อนที่สวิตช์จะปิดที่ t = 0 จงหาพลังงาน W(∞) ที่สะสมในตัวเหนี่ยวนำเมื่อวงจรเข้าสู่สถานะคงตัว ใน mJ
Vs = 6 V R = 22 Ω L = 22 mH
W(∞) = mJ
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 9 V เปิดที่ t = 0 R1 = 4.7 kΩ R2 = 1 kΩ i2 C 33 µF + − vC สวิตช์ปิดมานานแล้ว วงจรจึงอยู่ในสถานะคงตัว ที่ t = 0 สวิตช์เปิด จงหากระแส i2 ผ่าน R2 ที่ t = 40 ms
Vs = 9 V R1 = 4.7 kΩ R2 = 1 kΩ C = 33 µF t = 40 ms
i2 = mA
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
V f0 = 50 Hz R L = ? C = 0.47 µF วงจร RLC อนุกรมที่มี C = 0.47 µF ต้องเรโซแนนซ์ที่ 50 Hz จงหาความเหนี่ยวนำ L ที่ต้องการ
f0 = 50 Hz C = 0.47 µF
L = mH
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
100 V 100 Hz R = 25 Ω L = 150 mH C = 100 µF วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 100 V (rms) 100 Hz หาความถี่เรโซแนนซ์ f0 ของวงจร
V = 100 V (rms) f = 100 Hz R = 25 Ω L = 150 mH C = 100 µF
f0 = Hz
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
มอเตอร์เฟสเดียวใช้กำลัง 7 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.6 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 230 V หากระแสในสาย I
P = 7 kW pf = 0.6 V = 230 V
I = A
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
โหลดเฟสเดียวใช้กำลัง 40 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.65 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 400 V 50 Hz ตัวเก็บประจุที่ต่อขนานทำให้ตัวประกอบกำลังเพิ่มเป็น 0.95 หาความจุ C ที่ต้องใช้
P = 40 kW pf1 = 0.65 pf2 = 0.95 V = 400 V f = 50 Hz
C = µF
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 690 V IL = ? M 37 kW, η = 92% cos φ = 0.86 มอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสให้กำลังกลขาออก 37 kW ที่โหลดเต็มพิกัด ที่โหลดนี้ประสิทธิภาพ 92% และตัวประกอบกำลัง 0.86 ล้าหลัง แหล่งจ่ายมีแรงดันสาย–สาย 690 V หากระแสสาย IL
Pout = 37 kW η = 92% cos φ = 0.86 VL = 690 V
IL = A
18. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ยาก
P = 80 kW φ1 S1 Q2 QC = ?
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 80 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.75 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 690 V (สาย–สาย) 50 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.98 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม หากำลังรีแอกทีฟรวม QC ที่ชุดตัวเก็บประจุต้องจ่าย ใน kvar
P = 80 kW pf1 = 0.75 pf2 = 0.98 VL = 690 V f = 50 Hz
QC = kvar
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
RL = 60 Ω 20 1 4600 V V2 I1 = ? I2 หม้อแปลงอุดมคติที่มีอัตราส่วนจำนวนรอบ N₁:N₂ = 20:1 ป้อน 4600 V ที่ขดลวดปฐมภูมิ ต่อตัวต้านทาน 60 Ω คร่อมขดลวดทุติยภูมิ หากระแสปฐมภูมิ I1
N1 :N2 = 20:1 V1 = 4600 V RL = 60 Ω
I1 = A
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 50 kVA มีการสูญเสียในแกน 300 W และการสูญเสียในทองแดง 750 W ที่โหลดพิกัด จ่ายโหลด 25% ของ kVA พิกัด ที่ตัวประกอบกำลัง 0.85 ล้าหลัง หาการสูญเสียรวม Ploss เป็นวัตต์ที่โหลดนี้
S = 50 kVA Pcore = 300 W Pcu,fl = 750 W x = 0.25 pf = 0.85
Ploss = W
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = 47 kΩ R1 = 1 kΩ Vin ออปแอมป์เป็นแบบอุดมคติและใช้แหล่งจ่าย ±15 V เอาต์พุตอิ่มตัวที่ ±12 V เครื่องขยายแบบไม่กลับเฟสถูกขับด้วยคลื่นไซน์ จงหาแอมพลิจูดอินพุตที่ใหญ่ที่สุด Vin,max (ค่ายอด) ที่เอาต์พุตไม่ถูกตัด
R1 = 1 kΩ Rf = 47 kΩ Vsat = ±12 V
Vin,max = V
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
− + Vout Rf = 22 kΩ V1 = −1.5 V R1 = 10 kΩ V2 = −0.9 V R2 = 4.7 kΩ เครื่องขยายแบบรวมสัญญาณใช้ออปแอมป์อุดมคติที่มีแหล่งจ่าย ±15 V หาแรงดันเอาต์พุต Vout
V1 = −1.5 V V2 = −0.9 V R1 = 10 kΩ R2 = 4.7 kΩ Rf = 22 kΩ
Vout = V
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
RC = 470 Ω β = 120 IC = ? VCC = 10 V RB = 330 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 120 ถูกไบแอสด้วยตัวต้านทานเบส RB = 330 kΩ จากแหล่งจ่าย VCC = 10 V ตัวต้านทานคอลเลกเตอร์คือ RC = 470 Ω และอีมิตเตอร์ต่อกราวด์ ให้ VBE = 0.7 V และสมมติว่าทรานซิสเตอร์อยู่ในบริเวณแอกทีฟ หากระแสคอลเลกเตอร์ IC ใน mA
VCC = 10 V RB = 330 kΩ RC = 470 Ω β = 120 VBE = 0.7 V
IC = mA
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
RC = 150 Ω β = 150 VCC = 9 V 5 V RB = ? ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 150 สวิตช์ตัวต้านทานโหลด 150 Ω ที่ต่อระหว่าง VCC = 9 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 = 9 V RC = 150 Ω β = 150 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 1 32 1 16 1 8 0 4 1 2 0 1
รูปแบบ 8 บิต 1011 1010 เก็บจำนวนเต็มมีเครื่องหมายแบบ two's complement ค่าของมัน N ในเลขฐานสิบคือเท่าใด
1011 1010 8 bit
N =
26. ระบบเลข ยาก
8 bit 1 px 1920 px 1080 px M = ? KiB
ภาพที่ไม่บีบอัดมีขนาด 1920 × 1080 พิกเซล และมี 8 บิตต่อพิกเซล ใช้หน่วยความจำ M เท่าใด ในหน่วย KiB (1 KiB = 1024 ไบต์)
1920 × 1080 px 8 bit/px 1 KiB = 1024 B
M = KiB
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
AB CD 00 01 11 10 00 01 11 10 0 0 0 1 1 3 0 2 0 4 0 5 1 7 0 6 0 12 0 13 1 15 0 14 1 8 0 9 0 11 0 10
ใช้แผนที่คาร์โนห์หารูปผลคูณของผลบวก (POS) ที่น้อยที่สุดของ F(A, B, C, D) = Σm(3, 7, 8, 15) มีกี่พจน์ผลบวก (ตัวประกอบ) N
F(A, B, C, D) = Σm(3, 7, 8, 15)
N =
28. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ยาก
D Q3 Q3 D Q2 Q2 D Q1 Q1 D Q0 Q0 CLK SHIFT ชิฟต์รีจิสเตอร์ 4 บิต Q₃Q₂Q₁Q₀ เก็บค่า 0001 ทุกขอบสัญญาณนาฬิกา บิตเลื่อนไปทางขวาหนึ่งตำแหน่ง (Q₃ → Q₂ → Q₁ → Q₀, Q₀ หายไป) และอินพุตอนุกรมเข้าสู่ Q₃ อินพุตอนุกรมเป็น 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0 ที่ขอบ 7 จงหาสถานะสุดท้าย Q = Q₃Q₂Q₁Q₀ เป็นเลขฐานสิบ
Q₃Q₂Q₁Q₀ = 0001 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0
Q =
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
F(s) = (6s + 11)/(s² + 14s + 48) การแปลงผกผันของมันมีรูป f(t) = A·e−6t + B·e−8t จงหาสัมประสิทธิ์ A ด้วยเศษส่วนย่อย
F(s) = (6s + 11)/(s² + 14s + 48)
A =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.1 y(0.1) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 9y′ + 18y = 36·u(t) โดย y(0) = 3 และ y′(0) = 0 ที่ t = 0 มีอินพุตฟังก์ชันขั้น u(t) = 4 ป้อนเข้า จงใช้การแปลงลาปลาซหา y(0.1)
y″ + 9y′ + 18y = 36·u(t) y(0) = 3 y′(0) = 0 u(t) = 4 t = 0.1 s
y(0.1) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 9 K + 3 s + 1 G(s) C(s) 1 H₁ − − พืช G(s) = 3/(s + 1) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 1 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 9 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาอัตราขยาย DC วงปิด T(0)
G(s) = 3/(s + 1) H₁ = 1 K = 9
T(0) =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + K (s + 4)(s + 5)(s + 7) G(s) C(s) − พืช G(s) = K/((s + 4)(s + 5)(s + 7)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ใช้เกณฑ์เราท์–เฮอร์วิตซ์หาอัตราขยายที่มากที่สุด Kmax ที่วงปิดยังเสถียร
G(s) = K/((s + 4)(s + 5)(s + 7)) ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
Kmax =
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 46.5/(s² + 15s + 93) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 46.5/(s² + 15s + 93)
tp = s
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
t (s) y(t) 1 tp = 0.1 s 40 % การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดของระบบอันดับสองที่ไม่มีศูนย์พุ่งเกิน 40 % และยอดแรกเกิดที่ t = 0.1 s จงหาความถี่ธรรมชาติ ωn
%OS = 40 % tp = 0.1 s
ωn = rad/s
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
vin C = 4.7 nF R = 2.2 kΩ vout
ตัวกรองความถี่สูงผ่าน RCที่แสดงมีR = 2.2 kΩ, C = 4.7 nF ป้อนอินพุตรูปซายน์ของ 150 kHz จงหาการเลื่อนเฟส φ ของ vout เทียบกับ vin เป็นองศา
R = 2.2 kΩ C = 4.7 nF f = 150 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) = K/(s(s + 7)(s + 8)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ขอบอัตราขยาย 12 dB
L(s) = K/(s(s + 7)(s + 8)) GM = 12 dB
K =
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K 1 s(s + 3)(s + 4) C(s) − วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4)) อัตราขยายถูกเพิ่มจนวงปิดอยู่ที่ขอบของเสถียรภาพ จงหาความถี่ ω ของการสั่นที่คงอยู่
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 4))
ω = rad/s
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
สำหรับวง L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5)) จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้โพลวงปิดอยู่ที่ s = −2
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 5)) s = −2
K =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
กระบวนการ G(s) = 4/(1s + 1) ถูกควบคุมด้วยอัตราขยายสัดส่วน K = 2 ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess สำหรับขั้น เป็นเปอร์เซ็นต์ของขนาดขั้น
G(s) = 4/(1s + 1) K = 2
ess = %
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K = 1 ขับโรงงาน G(s) = 5/(s(s + 2)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 5/(s(s + 2)) K = 1
tp = s