1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 2 Ω R3 = 3 Ω + − V1 24 V R2 20 Ω A R4 20 Ω B
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 24 V R1 = 2 Ω R2 = 20 Ω R3 = 3 Ω R4 = 20 Ω
Req = Ω
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 2 Ω R3 = 15 Ω R5 = 2 Ω + − V1 30 V R2 25 Ω A R4 5 Ω B R6 3 Ω
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 30 V R1 = 2 Ω R2 = 25 Ω R3 = 15 Ω R4 = 5 Ω R5 = 2 Ω R6 = 3 Ω
Req = Ω
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 = 8 Ω R3 = 12 Ω + − V1 9 V R2 12 Ω A R4 4 Ω B Is 5 A ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา แรงดันที่โหนด VB (วัดเทียบกับกราวด์)
V1 = 9 V Is = 5 A R1 = 8 Ω R2 = 12 Ω R3 = 12 Ω R4 = 4 Ω
VB = V
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 6 Ω R2 = 5 Ω R4 = 30 Ω + − V1 15 V R3 5 Ω A R5 30 Ω B Is 2.5 A + − V2 15 V ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา แรงดันที่โหนด VA (วัดเทียบกับกราวด์)
V1 = 15 V Is = 2.5 A V2 = 15 V R1 = 6 Ω R2 = 5 Ω R3 = 5 Ω R4 = 30 Ω R5 = 30 Ω
VA = V
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 8 Ω + − VR1 R2 = 15 Ω + − V1 9 V R3 2 Ω A + − V2 18 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา แรงดัน VR1 ที่ตกคร่อม R1 ตามขั้วที่แสดง
V1 = 9 V V2 = 18 V R1 = 8 Ω R2 = 15 Ω R3 = 2 Ω
VR1 = V
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 20 Ω R2 = 30 Ω IR2 R3 = 8 Ω + − V1 10 V R4 5 Ω A R5 30 Ω B + − V2 6 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR2 ผ่าน R2 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 10 V V2 = 6 V R1 = 20 Ω R2 = 30 Ω R3 = 8 Ω R4 = 5 Ω R5 = 30 Ω
IR2 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
วงจรตัวต้านทานเชิงเส้นมีแหล่งกำเนิดแรงดันหนึ่งตัว Vs และแหล่งกำเนิดกระแสหนึ่งตัว Is วัดกระแส I ผ่านตัวต้านทานโหลดสองครั้ง: เมื่อ Vs = 2 V และ Is = 3 mA ได้ I = 0.8 mA เมื่อ Vs = 15 V และ Is = 5 mA ได้ I = 4.25 mA จงหากระแสโหลด I เมื่อ Vs = 6 V และ Is = 6 mA
2 V, 3 mA → 0.8 mA 15 V, 5 mA → 4.25 mA Vs = 6 V, Is = 6 mA
I = mA
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 3 Ω R2 = 15 Ω R4 = 5 Ω + − V1 6 V R3 8 Ω IR3 A Is 5 A B + − V2 10 V ใช้หลักการซ้อนทับหากำลังไฟฟ้า PR3 ที่ R3 ดูดกลืน
V1 = 6 V Is = 5 A V2 = 10 V R1 = 3 Ω R2 = 15 Ω R3 = 8 Ω R4 = 5 Ω
PR3 = W
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 3 Ω R3 = 15 Ω + − V1 15 V R2 8 Ω A a b
หาแรงดันเทวินิน Vth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 15 V R1 = 3 Ω R2 = 8 Ω R3 = 15 Ω
Vth = V
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 25 Ω R3 = 8 Ω + − V1 12 V R2 6 Ω A Is 1 A B RL 6 Ω IL ต่อโหลด RL = 6 Ω คร่อม a–b ใช้วงจรสมมูลเทวินินเพื่อหากำลัง PL ที่จ่ายให้โหลด
V1 = 12 V Is = 1 A R1 = 25 Ω R2 = 6 Ω R3 = 8 Ω RL = 6 Ω
PL = W
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
+ − Vs 12 V t = 0 R = 15 Ω L 100 mH i(t) ตัวเหนี่ยวนำไม่มีกระแสก่อนที่สวิตช์จะปิดที่ t = 0 จงหาพลังงาน W(∞) ที่สะสมในตัวเหนี่ยวนำเมื่อวงจรเข้าสู่สถานะคงตัว ใน mJ
Vs = 12 V R = 15 Ω L = 100 mH
W(∞) = mJ
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 15 V t = 0 R = 4.7 kΩ C 220 µF + − vC vC (0) = 2 V
ก่อนสวิตช์ปิดที่ t = 0 ตัวเก็บประจุเก็บแรงดัน 2 V ตามขั้วที่แสดง หาแรงดัน vC คร่อมตัวเก็บประจุที่ t = 500 ms
Vs = 15 V R = 4.7 kΩ C = 220 µF vC (0) = 2 V t = 500 ms
vC = V
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
100 V 200 Hz R = 15 Ω L = 20 mH C = 47 µF I วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 100 V (rms) 200 Hz หากระแส rms I
V = 100 V (rms) f = 200 Hz R = 15 Ω L = 20 mH C = 47 µF
I = A
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
12 V 200 Hz R1 = 30 Ω R2 = 50 Ω C = 22 µF I ตัวต้านทาน R1 ต่ออนุกรมกับ R2 ที่ต่อขนานกับตัวเก็บประจุ C คร่อมแหล่งจ่าย 12 V (rms) 200 Hz หากระแส rms I
V = 12 V (rms) f = 200 Hz R1 = 30 Ω R2 = 50 Ω C = 22 µF
I = A
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
240 V 1 13 kW, 0.7 2 17 kW, 0.7 I โหลดสองตัวต่อขนานกันกับแหล่งจ่ายเฟสเดียว 240 V: โหลด 13 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.7 แบบตามหลัง และ โหลด 17 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.7 แบบนำ จงหาตัวประกอบกำลังรวม cos φ ที่แหล่งจ่ายเห็น
V = 240 V P1 = 13 kW, pf1 = 0.7 ล้าหลัง P2 = 17 kW, pf2 = 0.7 แบบนำ
cos φ =
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
โหลดเฟสเดียวใช้กำลัง 35 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.75 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 240 V 60 Hz ตัวเก็บประจุที่ต่อขนานทำให้ตัวประกอบกำลังเพิ่มเป็น 0.92 หาความจุ C ที่ต้องใช้
P = 35 kW pf1 = 0.75 pf2 = 0.92 V = 240 V f = 60 Hz
C = µF
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 400 V IL = ? M 15 kW, η = 90% cos φ = 0.88 มอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสให้กำลังกลขาออก 15 kW ที่โหลดเต็มพิกัด ที่โหลดนี้ประสิทธิภาพ 90% และตัวประกอบกำลัง 0.88 ล้าหลัง แหล่งจ่ายมีแรงดันสาย–สาย 400 V หากระแสสาย IL
Pout = 15 kW η = 90% cos φ = 0.88 VL = 400 V
IL = A
18. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ยาก
P = 50 kW φ1 S1 Q2 QC = ?
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 50 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.8 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 690 V (สาย–สาย) 60 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.95 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม หากำลังรีแอกทีฟรวม QC ที่ชุดตัวเก็บประจุต้องจ่าย ใน kvar
P = 50 kW pf1 = 0.8 pf2 = 0.95 VL = 690 V f = 60 Hz
QC = kvar
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
4160 V 480 V IHV ILV = ? 50 kVA หม้อแปลงเฟสเดียว 50 kVA 4160/480 V ทำงานที่โหลดพิกัด ถือว่าเป็นอุดมคติ หากระแส ILV ในขดลวดแรงดันต่ำ
S = 50 kVA V1 = 4160 V V2 = 480 V
ILV = A
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 500 kVA มีการสูญเสียในแกน 3000 W และการสูญเสียในทองแดง 9000 W ที่โหลดพิกัด ที่โหลดเท่าใด Sη,max ใน kVA ประสิทธิภาพจึงสูงสุด
S = 500 kVA Pcore = 3000 W Pcu,fl = 9000 W
Sη,max = kVA
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = ? R1 = 2 kΩ Vin เลือกตัวต้านทานป้อนกลับ Rf ที่ทำให้เครื่องขยายแบบไม่กลับเฟสนี้มีอัตราขยายแรงดัน 10
R1 = 2 kΩ Av = 10
Rf = kΩ
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
− + Vout R2 = 10 kΩ V1 = 0.9 V R1 = 4.7 kΩ V2 = 0.6 V R3 = 10 kΩ R4 = 47 kΩ ออปแอมป์เป็นแบบอุดมคติและใช้แหล่งจ่าย ±15 V อัตราส่วนของตัวต้านทานไม่ตรงกัน จงหาแรงดันเอาต์พุต Vout
V1 = 0.9 V V2 = 0.6 V R1 = 4.7 kΩ R2 = 10 kΩ R3 = 10 kΩ R4 = 47 kΩ
Vout = V
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
RC = 1 kΩ β = 150 IC = ? RE = 2.2 kΩ VCC = 20 V R1 = 39 kΩ R2 = 4.7 kΩ ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 150 มีไบแอสแบบตัวแบ่งแรงดันจาก VCC = 20 V: R₁ = 39 kΩ จาก VCC ไปยังเบส และ R₂ = 4.7 kΩ จากเบสไปกราวด์ ตัวต้านทานคอลเลกเตอร์คือ RC = 1 kΩ และตัวต้านทานอีมิตเตอร์คือ RE = 2.2 kΩ ให้ VBE = 0.7 V และใช้วงจรสมมูลเทวินินของตัวแบ่ง (อย่าละเลยกระแสเบส) หากระแสคอลเลกเตอร์ IC ใน mA
VCC = 20 V R1 = 39 kΩ R2 = 4.7 kΩ RC = 1 kΩ RE = 2.2 kΩ β = 150
IC = mA
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
RC = 680 Ω β = 200 VCC = 12 V 5 V RB = ? ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 200 สวิตช์ตัวต้านทานโหลด 680 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 = 680 Ω β = 200 Vin = 5 V VBE = 0.7 V VCE(sat) = 0.2 V
RB = kΩ
25. ระบบเลข ปานกลาง
ค่าประจำตำแหน่งใน two's complement 1 −128 1 64 1 32 1 16 1 8 1 4 1 2 0 1
รูปแบบ 8 บิต 1111 1110 เก็บจำนวนเต็มมีเครื่องหมายแบบ two's complement ค่าของมัน N ในเลขฐานสิบคือเท่าใด
1111 1110 8 bit
N =
26. ระบบเลข ยาก
12 บิต two's complement, N = ? ? เครื่องหมาย ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
จำนวนเต็มที่ติดลบมากที่สุด N ที่เก็บได้ใน two's complement 12 บิตคือเท่าใด
12 bit
N =
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
AB CD 00 01 11 10 00 01 11 10 1 1 1 1
ในแผนที่คาร์โนห์นี้มี 1 เพียงตัวเดียวพอดีที่ไม่มี 1 อยู่ติดกัน จึงยังเป็นกลุ่มหนึ่งเซลล์ (มินเทอมเต็มที่มีสี่ลิเทอรัล) ในรูป SOP ที่น้อยที่สุด เพื่อนบ้านข้ามขอบแผนที่นับด้วย ให้คลิกเซลล์นั้น
F = Σm(2, 5, 6, 10)
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
ฟลิปฟล็อป JK ที่ทริกเกอร์ขอบขาขึ้นเริ่มด้วย Q = 0 และได้รับอินพุตที่แสดง ให้คลิกขอบสัญญาณนาฬิกาแรกที่ Q เปลี่ยนจาก 1 กลับเป็น 0
Q₀ = 0 JK
1 ขอบสัญญาณนาฬิกา 1 2 ขอบสัญญาณนาฬิกา 2 3 ขอบสัญญาณนาฬิกา 3 4 ขอบสัญญาณนาฬิกา 4 5 ขอบสัญญาณนาฬิกา 5 6 ขอบสัญญาณนาฬิกา 6 7 ขอบสัญญาณนาฬิกา 7 29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
t (s) f(t) t = 1.5 f(1.5) = ? จงหา f(t) สำหรับ F(s) = 25/(s(s + 1)(s + 4)) ด้วยเศษส่วนย่อย และหาค่า f(1.5)
F(s) = 25/(s(s + 1)(s + 4)) t = 1.5 s
f(1.5) =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 1.2 y(1.2) = ? จงแก้ y″ + 3y′ + 2y = 0 โดย y(0) = 5 และ y′(0) = −2 ด้วยการแปลงลาปลาซ และหา y(1.2)
y″ + 3y′ + 2y = 0 y(0) = 5 y′(0) = −2 t = 1.2 s
y(1.2) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + K (s + 1)(s + 8) G(s) C(s) − พืช G(s) = K/((s + 1)(s + 8)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย จงหาอัตราขยาย K ที่ทำให้วงปิดมีการหน่วงวิกฤต (โพลจริงเท่ากันสองตัว)
G(s) = K/((s + 1)(s + 8)) ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
K =
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + K s(s + 1)(s + 9) G(s) C(s) − พืช G(s) = K/(s(s + 1)(s + 9)) อยู่ในวงป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย ที่อัตราขยายเสถียรมากที่สุด วงจะแกว่ง จงหาความถี่การแกว่ง ω ใน rad/s
G(s) = K/(s(s + 1)(s + 9)) ป้อนกลับลบหนึ่งหน่วย
ω = rad/s
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 47/(s² + 9s + 94) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 47/(s² + 9s + 94)
ts = s
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
ระบบอันดับสองที่ไม่มีศูนย์ต้องมีการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันไดที่พุ่งเกิน 4.3 % จงหาอัตราส่วนความหน่วง ζ
%OS = 4.3 %
ζ =
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
|H| (dB) 0.1 1 10 100 1000 −80 −60 −40 −20 0 20 ω (rad/s) ω = 1 จงหาขนาดที่แน่นอน |G(jω)| ของ G(s) = 630/((s + 9)(s + 14)) ที่ ω = 1 rad/s ใน dB
G(s) = 630/((s + 9)(s + 14)) ω = 1 rad/s
|G(jω)| = dB
36. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ยาก
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 −100 −80 −60 −40 −20 0 20 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −270 −180 −90 0 ω180 วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 2/(s(s + 1)(s + 4)) จงหาขอบอัตราขยาย GM ใน dB
L(s) = 2/(s(s + 1)(s + 4))
GM = dB
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K 1 (s + 2)(s + 4)(s + 5) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 5)) โดย K > 0 จงหาอัตราขยายสูงสุด Kmax ที่วงปิดเสถียร
L(s) = K/((s + 2)(s + 4)(s + 5))
Kmax =
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
root locus ของ L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 6)) ถูกร่างไว้ จงหาความถี่ ω ที่โลคัสตัดแกนจินตภาพ
L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 6))
ω = rad/s
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
R(s) + K (s + 1)(s + 2) C(s) − วงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยมี G(s) = K/((s + 1)(s + 2)) จงหาอัตราขยาย K ที่ให้ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว 5 % สำหรับอินพุตขั้น
G(s) = K/((s + 1)(s + 2)) ess = 5 %
K =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
R(s) + K = 50 1 s(s + 6) C(s) − ตัวควบคุมสัดส่วน K = 50 ขับโรงงาน G(s) = 1/(s(s + 6)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 1/(s(s + 6)) K = 50
tp = s