1. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ปานกลาง
R1 = 10 Ω R3 = 6 Ω + − V1 15 V R2 10 Ω A R4 4 Ω B
หาความต้านทานสมมูล Req ที่แหล่งจ่าย V1 มองเห็น
V1 = 15 V R1 = 10 Ω R2 = 10 Ω R3 = 6 Ω R4 = 4 Ω
Req = Ω
2. ตัวต้านทานอนุกรมและขนาน ยาก
R1 = 12 Ω IR1 R3 = 12 Ω R5 = 25 Ω + − V1 10 V R2 4 Ω A R4 20 Ω B R6 6 Ω หากระแส IR1 ที่แหล่งจ่ายจ่ายออกมา ซึ่งไหลผ่าน R1
V1 = 10 V R1 = 12 Ω R2 = 4 Ω R3 = 12 Ω R4 = 20 Ω R5 = 25 Ω R6 = 6 Ω
IR1 = A
3. การวิเคราะห์โหนด ปานกลาง
R1 12 Ω + − V1 24 V I1 R2 4 Ω + − V2 6 V R3 4 Ω A สามกิ่งต่อระหว่างโนด A กับกราวด์ ตามที่แสดง ใช้การวิเคราะห์โนดหากระแส I1 ในกิ่ง 1 ซึ่งไหลขึ้นเข้าสู่โนด A ตามทิศของลูกศร
V1 = 24 V R1 = 12 Ω V2 = 6 V R2 = 4 Ω R3 = 4 Ω
I1 = A
4. การวิเคราะห์โหนด ยาก
R1 = 12 Ω R2 = 30 Ω IR2 R4 = 4 Ω + − V1 15 V R3 5 Ω A R5 20 Ω B Is 1 A − + V2 18 V ใช้การวิเคราะห์โหนดเพื่อหา กระแส IR2 ผ่าน R2 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 15 V Is = 1 A V2 = 18 V R1 = 12 Ω R2 = 30 Ω R3 = 5 Ω R4 = 4 Ω R5 = 20 Ω
IR2 = A
5. การวิเคราะห์เมช ปานกลาง
R1 = 20 Ω R2 = 5 Ω + − V1 9 V R3 12 Ω A + − V2 10 V I1 I2 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแสเมช I1 (ตามเข็มนาฬิกา)
V1 = 9 V V2 = 10 V R1 = 20 Ω R2 = 5 Ω R3 = 12 Ω
I1 = A
6. การวิเคราะห์เมช ยาก
R1 = 15 Ω R2 = 10 Ω R3 = 10 Ω IR3 + − V1 15 V R4 5 Ω A R5 2 Ω B + − V2 36 V I1 I2 I3 ใช้การวิเคราะห์เมชเพื่อหา กระแส IR3 ผ่าน R3 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 15 V V2 = 36 V R1 = 15 Ω R2 = 10 Ω R3 = 10 Ω R4 = 5 Ω R5 = 2 Ω
IR3 = A
7. การซ้อนทับ ปานกลาง
R1 = 20 Ω R3 = 8 Ω IR3 + − V1 6 V R2 6 Ω A R4 5 Ω B Is ? จงหาค่าของแหล่งกำเนิดกระแส Is (ทิศทางตามที่แสดง) ที่ทำให้กระแส IR3 ผ่าน R3 เท่ากับศูนย์
V1 = 6 V R1 = 20 Ω R2 = 6 Ω R3 = 8 Ω R4 = 5 Ω
Is = A
8. การซ้อนทับ ยาก
R1 = 3 Ω R2 = 2 Ω R4 = 30 Ω + − V1 5 V R3 3 Ω IR3 A Is 1.5 A B + − V2 5 V ใช้การซ้อนทับ (superposition) เพื่อหา กระแส IR3 ผ่าน R3 ในทิศทางตามลูกศร
V1 = 5 V Is = 1.5 A V2 = 5 V R1 = 3 Ω R2 = 2 Ω R3 = 3 Ω R4 = 30 Ω
IR3 = A
9. เทวินินและนอร์ตัน ปานกลาง
R1 = 15 Ω R3 = 20 Ω + − V1 9 V R2 20 Ω A a b
หาแรงดันเทวินิน Vth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 9 V R1 = 15 Ω R2 = 20 Ω R3 = 20 Ω
Vth = V
10. เทวินินและนอร์ตัน ยาก
R1 = 25 Ω R3 = 10 Ω + − V1 18 V R2 20 Ω A Is 4 A B a b หาแรงดันเทวินิน Vth เมื่อมองจากขั้ว a–b
V1 = 18 V Is = 4 A R1 = 25 Ω R2 = 20 Ω R3 = 10 Ω
Vth = V
11. ทรานเซียนต์ RC และ RL ปานกลาง
+ − Vs 30 V t = 0 R1 = 1 kΩ R2 = 10 kΩ C 100 µF + − vC
แหล่งกำเนิด Vₛ ประจุตัวเก็บประจุผ่าน R₁ และ R₂ ต่อขนานกับ C ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุเมื่อสวิตช์ปิดที่ t = 0 จงหาค่าคงที่เวลา τ ของวงจรหลังสวิตช์ปิด
Vs = 30 V R1 = 1 kΩ R2 = 10 kΩ C = 100 µF
τ = ms
12. ทรานเซียนต์ RC และ RL ยาก
+ − Vs 9 V t = 0 R = 4.7 kΩ C 100 µF + − vC vC (0) = 15 V
ก่อนสวิตช์ปิดที่ t = 0 ตัวเก็บประจุเก็บแรงดัน 15 V ตามขั้วที่แสดง ใช้เวลานานเท่าใดให้ vC ถึง 12.6 V หา t
Vs = 9 V R = 4.7 kΩ C = 100 µF vC (0) = 15 V
t = ms
13. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ปานกลาง
120 V 1000 Hz R = 40 Ω L = 20 mH C = 47 µF วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 120 V (rms) 1000 Hz หามุมเฟส φ ของอิมพีแดนซ์ ในหน่วยองศา (เป็นบวกเมื่อกระแสล้าหลังแรงดัน)
V = 120 V (rms) f = 1000 Hz R = 40 Ω L = 20 mH C = 47 µF
φ = °
14. อิมพีแดนซ์กระแสสลับและเฟสเซอร์ ยาก
120 V 200 Hz R = 40 Ω L = 150 mH C = 22 µF I วงจร RLC อนุกรมต่อกับแหล่งจ่าย 120 V (rms) 200 Hz หากระแส rms I
V = 120 V (rms) f = 200 Hz R = 40 Ω L = 150 mH C = 22 µF
I = A
15. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ปานกลาง
240 V R + jX P = 2346 W 11.5 A โหลดเชิงเหนี่ยวนำดึง 11.5 A และ 2346 W จากแหล่งจ่ายเฟสเดียว 240 V (rms) จงจำลองเป็นความต้านทาน R อนุกรมกับรีแอกแตนซ์ X จงหา R
V = 240 V I = 11.5 A P = 2346 W
R = Ω
16. กำลังไฟฟ้ากระแสสลับและตัวประกอบกำลัง ยาก
โหลดเฟสเดียวใช้กำลัง 45 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.8 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 240 V 50 Hz ตัวเก็บประจุที่ต่อขนานทำให้ตัวประกอบกำลังเพิ่มเป็น 0.92 หาความจุ C ที่ต้องใช้
P = 45 kW pf1 = 0.8 pf2 = 0.92 V = 240 V f = 50 Hz
C = µF
17. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ปานกลาง
A B C VL = 690 V IL = ? M 55 kW, η = 90% cos φ = 0.86 มอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสให้กำลังกลขาออก 55 kW ที่โหลดเต็มพิกัด ที่โหลดนี้ประสิทธิภาพ 90% และตัวประกอบกำลัง 0.86 ล้าหลัง แหล่งจ่ายมีแรงดันสาย–สาย 690 V หากระแสสาย IL
Pout = 55 kW η = 90% cos φ = 0.86 VL = 690 V
IL = A
18. กำลังไฟฟ้าสามเฟส ยาก
P = 75 kW φ1 S1 Q2 QC
โหลดสามเฟสสมดุลใช้กำลัง 75 kW ที่ตัวประกอบกำลัง 0.72 ล้าหลัง จากแหล่งจ่าย 690 V (สาย–สาย) 60 Hz ชุดตัวเก็บประจุสามเฟสที่ต่อขนานกับโหลดต้องเพิ่มตัวประกอบกำลังรวมเป็น 0.98 ล้าหลัง กำลังจริงคงเดิม ตัวเก็บประจุต่อแบบ Δ หาความจุ Cph ของตัวเก็บประจุแต่ละตัวใน µF
P = 75 kW pf1 = 0.72 pf2 = 0.98 VL = 690 V f = 60 Hz
Cph = µF
19. หม้อแปลงไฟฟ้า ปานกลาง
RL = 10 Ω 5 1 1200 V V2 I1 = ? I2 หม้อแปลงอุดมคติที่มีอัตราส่วนจำนวนรอบ N₁:N₂ = 5:1 ป้อน 1200 V ที่ขดลวดปฐมภูมิ ต่อตัวต้านทาน 10 Ω คร่อมขดลวดทุติยภูมิ หากระแสปฐมภูมิ I1
N1 :N2 = 5:1 V1 = 1200 V RL = 10 Ω
I1 = A
20. หม้อแปลงไฟฟ้า ยาก
หม้อแปลงเฟสเดียว 25 kVA มีการสูญเสียในแกน 75 W ที่โหลดพิกัดและตัวประกอบกำลัง 0.95 ล้าหลัง ประสิทธิภาพคือ 96.5% หาการสูญเสียในทองแดงที่โหลดเต็ม Pcu,fl เป็นวัตต์
S = 25 kVA Pcore = 75 W pf = 0.95 η = 96.5%
Pcu,fl = W
21. วงจรออปแอมป์ ปานกลาง
− + Vout Rf = 100 kΩ R1 = 10 kΩ Vin = 1.5 V Ra = 10 kΩ Rb = 1 kΩ ออปแอมป์เป็นแบบอุดมคติและใช้แหล่งจ่าย ±15 V หาแรงดันเอาต์พุต Vout
Vin = 1.5 V Ra = 10 kΩ Rb = 1 kΩ R1 = 10 kΩ Rf = 100 kΩ
Vout = V
22. วงจรออปแอมป์ ยาก
Vin V1 Vout ภาคที่ 1: กลับเฟส R1 = 10 kΩ Rf1 = 22 kΩ ภาคที่ 2: ไม่กลับเฟส R2 = 1 kΩ Rf2 = 2 kΩ ภาคออปแอมป์อุดมคติสองภาคต่อแบบคาสเคด: เครื่องขยายแบบกลับเฟส (R1 , Rf1 ) ตามด้วยเครื่องขยายแบบไม่กลับเฟส (R2 ลงกราวด์ Rf2 ในวงป้อนกลับ) ทั้งสองใช้แหล่งจ่าย ±15 V จงหาอัตราขยายแรงดันรวม Av = Vout /Vin
R1 = 10 kΩ Rf1 = 22 kΩ R2 = 1 kΩ Rf2 = 2 kΩ
Av =
23. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ปานกลาง
LED 2 ขาว ตัว (แรงดันไปข้างหน้าตัวละ 3 V) ต่ออนุกรมกับตัวต้านทานเข้ากับแหล่งจ่าย 9 V จงหาความต้านทาน R ที่ตั้งกระแสเป็น 10 mA
Vs = 9 V VF = 3 V n = 2 I = 10 mA
R = Ω
24. ไดโอดและทรานซิสเตอร์ ยาก
RC = 220 Ω β = 150 VCC = 12 V 5 V RB = ? ทรานซิสเตอร์ NPN ที่ β = 150 สวิตช์ตัวต้านทานโหลด 220 Ω ที่ต่อระหว่าง VCC = 12 V กับคอลเลกเตอร์ อีมิตเตอร์ต่อกราวด์ เบสถูกขับจากเอาต์พุตลอจิก 5 V ผ่านตัวต้านทานเบส RB ให้ VBE = 0.7 V และ VCE(sat) = 0.2 V เพื่อให้สวิตช์ทำงานได้เชื่อถือได้ ให้ออกแบบกระแสเบสเป็น 5 เท่าของค่าต่ำสุดที่ต้องใช้เพื่อให้อิ่มตัว หา RB ใน kΩ
VCC = 12 V RC = 220 Ω β = 150 Vin = 5 V VBE = 0.7 V VCE(sat) = 0.2 V การขับเกิน = 5
RB = kΩ
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 −38 ใน two's complement 8 บิต อ่านเป็นจำนวนไม่มีเครื่องหมาย ค่าของรูปแบบ U เป็นเท่าใด
N = −38 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 0010 1010 AND 1101 1001 ค่าของผลลัพธ์ R เป็นเท่าใดในเลขฐานสิบ
0010 1010 AND 1101 1001
R =
27. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ปานกลาง
MUX 1 I0 C′ I1 C′ I2 1 I3 A B S1 S0 F มัลติเพล็กเซอร์ 4 ต่อ 1 มีอินพุตเลือก S₁ = A และ S₀ = B และอินพุตข้อมูลต่อเข้ากับ I₀ = 1, I₁ = C′, I₂ = C′, I₃ = 1 จาก 8 ชุดของ A, B และ C มีกี่ชุดที่เอาต์พุต F = 1 จงหา N
I₀ = 1 I₁ = C′ I₂ = C′ I₃ = 1
N =
28. ตรรกะดิจิทัล: เกต แผนที่คาร์โนห์ และฟลิปฟล็อป ยาก
AB CD 00 01 11 10 00 01 11 10 0 0 1 1 0 3 X 2 1 4 1 5 0 7 0 6 1 12 X 13 X 15 1 14 1 8 0 9 0 11 1 10
จงหารูป SOP ที่น้อยที่สุดของ F(A, B, C, D) = Σm(1, 4, 5, 8, 10, 12, 14) + d(2, 13, 15) โดย d แทนเงื่อนไขไม่สนใจ มีกี่พจน์ผลคูณ N
F(A, B, C, D) = Σm(1, 4, 5, 8, 10, 12, 14) + d(2, 13, 15)
N =
29. การแปลงลาปลาซ ปานกลาง
F(s) = 40/(s² + 8s + 15) การแปลงผกผันของมันมีรูป f(t) = A·e−3t + B·e−5t จงหาสัมประสิทธิ์ A ด้วยเศษส่วนย่อย
F(s) = 40/(s² + 8s + 15)
A =
30. การแปลงลาปลาซ ยาก
t (s) y(t) t = 0.4 y(0.4) = ? ระบบเป็นไปตาม y″ + 5y′ + 4y = 8·u(t) โดย y(0) = 6 และ y′(0) = 0 ที่ t = 0 มีอินพุตฟังก์ชันขั้น u(t) = 5 ป้อนเข้า จงใช้การแปลงลาปลาซหา y(0.4)
y″ + 5y′ + 4y = 8·u(t) y(0) = 6 y′(0) = 0 u(t) = 5 t = 0.4 s
y(0.4) =
31. แผนภาพบล็อก ปานกลาง
R(s) + 17 s + 4 G(s) C(s) 0.5 H − พืช G(s) = 17/(s + 4) ถูกควบคุมในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 0.5 จงหาค่าคงที่เวลา τ ของวงปิด
G(s) = 17/(s + 4) H = 0.5
τ = s
32. แผนภาพบล็อก ยาก
R(s) + 80 s(s + 3) G(s) C(s) 1 H − พืช G(s) = 80/(s(s + 3)) อยู่ในวงป้อนกลับลบที่ตัวตรวจจับมีอัตราขยาย H = 1 โพลวงปิดเป็นจำนวนเชิงซ้อน จงหาส่วนจริง σ ของพวกมัน
G(s) = 80/(s(s + 3)) H = 1
σ =
33. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ปานกลาง
ระบบหนึ่งมีฟังก์ชันถ่ายโอน G(s) = 39/(s² + 4s + 39) และรับอินพุตขั้นบันไดหนึ่งหน่วย จงหาเวลาถึงจุดสูงสุด tp ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได
G(s) = 39/(s² + 4s + 39)
tp = s
34. การตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได ยาก
+ − 10 V R = 10 Ω L = 50 mH C = 22 µF vC วงจร RLC อนุกรมที่มี R = 10 Ω, L = 50 mH และ C = 22 µF ต่อกับแหล่งกำเนิดขั้นบันได 10 V ที่ t = 0 ตัวเก็บประจุยังไม่มีประจุ และไม่มีกระแสไหลก่อนการเปลี่ยนขั้น จงหาแรงดันสูงสุดตกคร่อมตัวเก็บประจุ vC,max
R = 10 Ω L = 50 mH C = 22 µF V = 10 V
vC,max = V
35. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ปานกลาง
|H| (dB) 0.1 1 10 100 −60 −40 −20 0 20 40 ω (rad/s) ω = 10 จงหาขนาดที่แน่นอน |G(jω)| ของ G(s) = 70/((s + 1)(s + 5)) ที่ ω = 10 rad/s ใน dB
G(s) = 70/((s + 1)(s + 5)) ω = 10 rad/s
|G(jω)| = dB
36. แผนภาพโบดและขอบเสถียรภาพ ยาก
|H| (dB) 0.1 0.1 1 1 10 10 100 100 −60 −40 −20 0 20 40 60 ω (rad/s) φ (°) ω (rad/s) −180 −135 −90 −45 0 ωc วงรอบป้อนกลับหนึ่งหน่วยมีฟังก์ชันถ่ายโอนวงรอบเปิด L(s) = 64/(s(s + 4)) จงหาขอบเฟส PM เป็นองศา
L(s) = 64/(s(s + 4))
PM = °
37. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ปานกลาง
R(s) + K s + 8 (s − 4)(s + 2) C(s) − โรงงาน G(s) = (s + 8)/((s − 4)(s + 2)) มีโพลไม่เสถียรที่ s = 4 อัตราขยายสัดส่วน K ปิดวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยรอบมัน จงหาอัตราขยายที่น้อยที่สุด Kmin ที่ทำให้วงปิดเสถียร
G(s) = (s + 8)/((s − 4)(s + 2))
Kmin =
38. เสถียรภาพ: เกณฑ์ราอ์ท–เฮอร์วิตซ์และรูตโลกัส ยาก
root locus ของ L(s) = K/(s(s + 1)(s + 6)) ออกจากแกนจริงระหว่าง s = 0 และ s = −1 จงหาจุดแยกออก sb
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 6))
sb =
39. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ปานกลาง
r(t) = 5t + 50(s + 1) s(s + 4) C(s) − แรมป์ r(t) = 5t ถูกป้อนเข้าวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วยที่มี G(s) = 50(s + 1)/(s(s + 4)) จงหาค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัว ess
G(s) = 50(s + 1)/(s(s + 4)) r(t) = 5t
ess =
40. ค่าความคลาดเคลื่อนสถานะคงตัวและการควบคุม PID ยาก
ตัวควบคุมสัดส่วน K = 8 ขับโรงงาน G(s) = 5/(s(s + 8)) ในวงฟีดแบ็กหนึ่งหน่วย จงหาเวลาเข้าสู่ค่าคงตัวที่เกณฑ์ 2 % ts ของการตอบสนองต่อสัญญาณขั้นบันได โดยใช้ ts ≈ 4/(ζωₙ)
G(s) = 5/(s(s + 8)) K = 8
ts = s