1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 6 Ω R3 = 10 Ω + − V1 9 V R2 2 Ω IR2 A R4 4 Ω B หากระแส IR2 ผ่าน R2
V1 = 9 V R1 = 6 Ω R2 = 2 Ω R3 = 10 Ω R4 = 4 Ω
IR2 = A
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 30 Ω IR1 R3 = 30 Ω R5 = 20 Ω + − V1 18 V R2 15 Ω A R4 10 Ω B R6 2 Ω หากระแส IR1 ที่แหล่งจ่ายจ่ายออกมา ซึ่งไหลผ่าน R1
V1 = 18 V R1 = 30 Ω R2 = 15 Ω R3 = 30 Ω R4 = 10 Ω R5 = 20 Ω R6 = 2 Ω
IR1 = A
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 12 Ω R3 = 10 Ω + − V1 15 V R2 20 Ω A R4 4 Ω B Is 5 A ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา แรงดันที่โหนด VB (วัดเทียบกับกราวด์)
V1 = 15 V Is = 5 A R1 = 12 Ω R2 = 20 Ω R3 = 10 Ω R4 = 4 Ω
VB = V
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 20 Ω R2 = 8 Ω R4 = 5 Ω + − V1 24 V R3 8 Ω A R5 3 Ω B Is 0.5 A + − V2 5 V ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา แรงดันที่โหนด VB (วัดเทียบกับกราวด์)
V1 = 24 V Is = 0.5 A V2 = 5 V R1 = 20 Ω R2 = 8 Ω R3 = 8 Ω R4 = 5 Ω R5 = 3 Ω
VB = V
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 5 Ω R2 = 15 Ω + − V1 24 V R3 10 Ω IR3 A + − V2 6 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR3 ผ่าน R3 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 24 V V2 = 6 V R1 = 5 Ω R2 = 15 Ω R3 = 10 Ω
IR3 = A
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 8 Ω R2 = 8 Ω R3 = 30 Ω IR3 + − V1 5 V R4 20 Ω A R5 4 Ω B + − V2 12 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR3 ผ่าน R3 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 5 V V2 = 12 V R1 = 8 Ω R2 = 8 Ω R3 = 30 Ω R4 = 20 Ω R5 = 4 Ω
IR3 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 2 Ω R3 = 6 Ω IR3 + − V1 30 V R2 15 Ω A R4 8 Ω B Is ? จงหาค่าของแหล่งกำเนิดกระแส Is (ทิศทางตามที่แสดง) ที่ทำให้กระแส IR3 ผ่าน R3 เท่ากับศูนย์
V1 = 30 V R1 = 2 Ω R2 = 15 Ω R3 = 6 Ω R4 = 8 Ω
Is = A
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 20 Ω R2 = 3 Ω R4 = 3 Ω + − V1 6 V R3 3 Ω − + VR3 A Is 5 A B + − V2 10 V ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา แรงดัน VR3 ที่ตกคร่อม R3 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 6 V Is = 5 A V2 = 10 V R1 = 20 Ω R2 = 3 Ω R3 = 3 Ω R4 = 3 Ω
VR3 = V
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 2 Ω R3 = 20 Ω + − V1 12 V R2 10 Ω A a b
หาความต้านทานเทวินิน Rth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 12 V R1 = 2 Ω R2 = 10 Ω R3 = 20 Ω
Rth = Ω
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 20 Ω R3 = 12 Ω + − V1 12 V R2 2 Ω A Is 6 A B RL 10 Ω IL ต่อโหลด RL = 10 Ω คร่อม a–b ใช้วงจรสมมูลเทวินินเพื่อหากำลัง PL ที่จ่ายให้โหลด
V1 = 12 V Is = 6 A R1 = 20 Ω R2 = 2 Ω R3 = 12 Ω RL = 10 Ω
PL = W
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
+ − Vs 20 V t = 0 R = 47 Ω L 150 mH i(t) ตัวเหนี่ยวนำไม่มีกระแสก่อนที่สวิตช์จะปิดที่ t = 0 หากระแส i ที่ t = 5 ms
Vs = 20 V R = 47 Ω L = 150 mH t = 5 ms
i = A
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 9 V t = 0 R = ? C 47 µF + − vC
ตัวตั้งเวลาเริ่มประจุตัวเก็บประจุที่ไม่มีประจุผ่านตัวต้านทานจากแหล่งจ่าย 9 V ที่ t = 0 ต้องทริกเกอร์เมื่อแรงดันตัวเก็บประจุถึง 5.69 V พอดี 20 ms หลังเริ่ม เมื่อ C = 47 µF จงหาความต้านทาน R ที่ต้องการ
Vs = 9 V Vth = 5.69 V T = 20 ms C = 47 µF
R = kΩ
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
12 V 60 Hz R = 60 Ω L = 150 mH I ตัวต้านทานและตัวเหนี่ยวนำต่อขนานกันคร่อมแหล่งจ่าย 12 V (rms) 60 Hz หามุมเฟส φ ของอิมพีแดนซ์ ในหน่วยองศา (เป็นบวกเมื่อกระแสล้าหลังแรงดัน)
V = 12 V (rms) f = 60 Hz R = 60 Ω L = 150 mH
φ = °
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
V f R = 20 Ω L = 20 mH C = 1 µF วงจร RLC อนุกรมมี R = 20 Ω, L = 20 mH และ C = 1 µF จงหาแบนด์วิดท์ B (ความกว้างของแถบระหว่างความถี่กำลังครึ่ง) ใน Hz
R = 20 Ω L = 20 mH C = 1 µF
B = Hz
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
โหลดที่มีอิมพีแดนซ์ Z = 24 + j7 Ω ต่อกับแหล่งจ่ายเฟสเดียว 120 V (rms) จงหากำลังจริง P ที่มันดูดกลืน
V = 120 V Z = 24 + j7 Ω
P = W
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
โหลดเฟสเดียวใช้กำลัง 40 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.75 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 240 V 60 Hz ตัวเก็บประจุที่ต่อขนานทำให้ตัวประกอบกำลังเพิ่มเป็น 0.95 หากระแสในสายใหม่ Inew
P = 40 kW pf1 = 0.75 pf2 = 0.95 V = 240 V f = 60 Hz
Inew = A
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 415 V IL = 30 A cos φ = 0.7 ล้าหลัง โหลดสามเฟสสมดุลดึงกระแสสาย 30 A จากแหล่งจ่ายที่มีแรงดันสาย–สาย 415 V ตัวประกอบกำลังคือ 0.7 ล้าหลัง หากำลังจริงรวม P ที่โหลดใช้ใน kW
VL = 415 V IL = 30 A cos φ = 0.7
P = kW
18. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ยาก
P = 75 kW φ1 S1 Q2 QC
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 75 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.65 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 690 V (สาย–สาย) 60 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.92 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม ตัวเก็บประจุต่อแบบ Y หาความจุ Cph ของตัวเก็บประจุแต่ละตัวใน µF
P = 75 kW pf1 = 0.65 pf2 = 0.92 VL = 690 V f = 60 Hz
Cph = µF
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
RL = 5 Ω 4 1 960 V V2 I1 = ? I2 หม้อแปลงอุดมคติที่มีอัตราส่วนจำนวนรอบ N₁:N₂ = 4:1 ป้อน 960 V ที่ขดลวดปฐมภูมิ ต่อตัวต้านทาน 5 Ω คร่อมขดลวดทุติยภูมิ หากระแสปฐมภูมิ I1
N1 :N2 = 4:1 V1 = 960 V RL = 5 Ω
I1 = A
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 500 kVA มีการสูญเสียในแกน 1500 W ที่โหลดพิกัดและตัวประกอบกำลัง 0.95 ล้าหลัง ประสิทธิภาพคือ 99% หาการสูญเสียในทองแดงที่โหลดเต็ม Pcu,fl เป็นวัตต์
S = 500 kVA Pcore = 1500 W pf = 0.95 η = 99%
Pcu,fl = W
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = 10 kΩ R1 = 10 kΩ Vin = 1.9 V ออปแอมป์เป็นแบบอุดมคติและใช้แหล่งจ่าย ±15 V หาแรงดันเอาต์พุต Vout
Vin = 1.9 V R1 = 10 kΩ Rf = 10 kΩ
Vout = V
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
− + Vout Rf = 4.7 kΩ V1 = −0.2 V R1 = 22 kΩ V2 = 1.8 V R2 = 10 kΩ If เครื่องขยายแบบรวมสัญญาณใช้ออปแอมป์อุดมคติที่มีแหล่งจ่าย ±15 V หากระแส If ผ่านตัวต้านทานป้อนกลับ ที่ไหลไปทางเอาต์พุต
V1 = −0.2 V V2 = 1.8 V R1 = 22 kΩ R2 = 10 kΩ Rf = 4.7 kΩ
If = mA
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
RC = 470 Ω β = 100 IC = ? VCC = 10 V RB = 270 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 100 ถูกไบแอสด้วยตัวต้านทานเบส RB = 270 kΩ จากแหล่งจ่าย VCC = 10 V ตัวต้านทานคอลเลกเตอร์คือ RC = 470 Ω และอีมิตเตอร์ต่อกราวด์ ให้ VBE = 0.7 V และสมมติว่าทรานซิสเตอร์อยู่ในบริเวณแอกทีฟ หากระแสคอลเลกเตอร์ IC ใน mA
VCC = 10 V RB = 270 kΩ RC = 470 Ω β = 100 VBE = 0.7 V
IC = mA
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
ตัวควบคุมซีเนอร์ 3.3 V มีตัวต้านทานอนุกรม 330 Ω อินพุตเพิ่มขึ้นได้ถึง 18 V และโหลดอาจถูกถอดออก จงหากำลังสูงสุด PZ,max ที่ซีเนอร์ต้องสูญเสีย
Vin,max = 18 V VZ = 3.3 V R = 330 Ω
PZ,max = mW
25. ระบบเลข ปานกลาง
ค่าประจำตำแหน่งใน two's complement 0 −128 0 64 0 32 0 16 1 8 1 4 1 2 0 1
รูปแบบ 8 บิต 0000 1110 เก็บจำนวนเต็มมีเครื่องหมายแบบ two's complement ค่าของมัน N ในเลขฐานสิบคือเท่าใด
0000 1110 8 bit
N =
26. ระบบเลข ยาก
คลิกบิตเพื่อตั้งค่า 0 128 0 64 0 32 0 16 0 8 0 4 0 2 0 1
ตั้งบิตให้เป็นผลลัพธ์ 8 บิตของ 1100 0011 XOR 1001 0101 ค่าของผลลัพธ์ R เป็นเท่าใดในเลขฐานสิบ
1100 0011 XOR 1001 0101
R =
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
AB CD 00 01 11 10 00 01 11 10 0 0 1 1 1 3 0 2 1 4 1 5 0 7 0 6 0 12 0 13 1 15 1 14 1 8 0 9 0 11 1 10
ใช้แผนที่คาร์โนห์หารูปผลบวกของผลคูณ (SOP) ที่น้อยที่สุดของ F(A, B, C, D) = Σm(1, 3, 4, 5, 8, 10, 14, 15) มีกี่พจน์ผลคูณ N
F(A, B, C, D) = Σm(1, 3, 4, 5, 8, 10, 14, 15)
N =
28. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ยาก
ฟลิปฟล็อป D ที่ทริกเกอร์ขอบขาขึ้นเริ่มด้วย Q = 0 และได้รับอินพุตที่แสดงที่ขอบขาขึ้นของนาฬิกา 6 ขอบ Q เปลี่ยนสถานะกี่ครั้ง N
Q₀ = 0 D
N =
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 16/(s² + 2s + 17) ด้วยการทำเป็นกำลังสองสมบูรณ์ และหาค่า f(0.5)
F(s) = 16/(s² + 2s + 17) t = 0.5 s
f(0.5) =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.6 y(0.6) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 5y′ + 6y = 18·u(t) เริ่มจากหยุดนิ่ง (y(0) = 0, y′(0) = 0) และอินพุตเป็นฟังก์ชันขั้น u(t) = 2 สำหรับ t ≥ 0 จงใช้การแปลงลาปลาซหาเอาต์พุต y(0.6)
y″ + 5y′ + 6y = 18·u(t) u(t) = 2 y(0) = 0, y′(0) = 0 t = 0.6 s
y(0.6) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 14 K + 7 s + 1 G(s) C(s) 0.5 H₁ − − พืช G(s) = 7/(s + 1) มีวงป้อนกลับลบภายใน (ย่อย) ที่มีอัตราขยาย H₁ = 0.5 อัตราขยายของตัวควบคุม K = 14 และวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วยภายนอกปิดระบบ จงหาอัตราขยาย DC วงปิด T(0)
G(s) = 7/(s + 1) H₁ = 0.5 K = 14
T(0) =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 20 ตัวควบคุม + D(s) + 6 s + 5 พืช C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 20 ขับพืช G(s) = 6/(s + 5) ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย สิ่งรบกวน D เข้าที่อินพุตของพืช (บวกเข้ากับเอาต์พุตของตัวควบคุม) ป้อนฟังก์ชันขั้นอ้างอิงขนาด 1 และฟังก์ชันขั้นสิ่งรบกวนขนาด 10 พร้อมกัน จงหาเอาต์พุตสถานะคงตัว css
K = 20 G(s) = 6/(s + 5) D = 10 R = 1
css =
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 99/(s² + 7s + 33) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 99/(s² + 7s + 33)
tp = s
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
+ − 12 V R = 55 Ω L = 10 mH C = 4.7 µF vC วงจร RLC อนุกรมที่มี R = 55 Ω, L = 10 mH และ C = 4.7 µF ต่อกับแหล่งกำเนิดขั้นบันได 12 V ที่ t = 0 ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุ และไม่มีกระแสไหลก่อนการเปลี่ยนขั้น จงหาแรงดันสูงสุดตกคร่อมตัวเก็บประจุ vC,max
R = 55 Ω L = 10 mH C = 4.7 µF V = 12 V
vC,max = V
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
|H| (dB) 0.1 1 10 100 1000 −80 −60 −40 −20 0 20 40 ω (rad/s) ω = 4 จงหาขนาดที่แน่นอน |G(jω)| ของ G(s) = 704/((s + 4)(s + 11)) ที่ ω = 4 rad/s ใน dB
G(s) = 704/((s + 4)(s + 11)) ω = 4 rad/s
|G(jω)| = dB
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 + 10)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ขอบอัตราขยาย 10 dB
L(s) = K/(s(s + 7)(s + 10)) GM = 10 dB
K =
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K 1 s(s + 2)(s + 8) C(s) − วงในแผนภาพมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงเปิด L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8)) อัตราขยายถูกเพิ่มจนวงปิดอยู่ที่ขอบของเสถียรภาพ จงหาความถี่ ω ของการสั่นที่คงอยู่
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))
ω = rad/s
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
root locus ของ L(s) = K/((s + 1)(s + 9)) แสดงไว้ จงหาอัตราขยาย K ที่จุดแยกออก sb ซึ่งโพลวงปิดสองตัวพบกันบนแกนจริง
L(s) = K/((s + 1)(s + 9))
K =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 2 + 1t + 10 s(s + 4)(s + 5) C(s) − อินพุต r(t) = 2 + 1t (ขั้นบวกแรมป์) ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 10/(s(s + 4)(s + 5)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 10/(s(s + 4)(s + 5)) r(t) = 2 + 1t
ess =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K ขับโรงงาน G(s) = 10/(s(s + 4)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีอัตราส่วนการหน่วง ζ = 0.6
G(s) = 10/(s(s + 4)) ζ = 0.6
K =