1.複素数ふつう
z₁ = 2.5∠−60°、z₂ = 4∠20° のとき、w = z₁/z₂ の虚部を求めてください。
z₁ = 2.5∠−60°z₂ = 4∠20°
Im(w) =
2.複素数むずかしい
n = 2、w = 36∠−60° のとき、zⁿ = w の解は zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n)、k = 0, 1 です。z₀ の虚部を求めてください。
w = 36∠−60°n = 2k = 0
Im(z₀) =
3.交流インピーダンスとフェーザふつう
抵抗とコイルが並列に、230 V(実効値)、500 Hz の電源に接続されている。 電流の実効値 I を求めよ。
V = 230 V (rms)f = 500 HzR = 40 ΩL = 50 mH
I = A
4.交流インピーダンスとフェーザむずかしい
直列 RLC 回路を 24 V(実効値)、1000 Hz の電源に接続する。 回路の共振周波数 f0 を求めよ。
V = 24 V (rms)f = 1000 HzR = 80 ΩL = 20 mHC = 10 µF
f0 = Hz
5.交流電力と力率ふつう
単相モーターが 400 V の電源から、遅れ力率 0.8 で 24 kW を消費する。 モーターの無効電力 Q を求めよ。
P = 24 kWpf = 0.8V = 400 V
Q = kvar
6.交流電力と力率むずかしい
単相負荷が 230 V、50 Hz の電源から、遅れ力率 0.75 で 4 kW を消費する。33 µF のコンデンサを負荷と並列に接続する。 新しい線電流 I を求めよ。
P = 4 kWpf1 = 0.75V = 230 Vf = 50 HzC = 33 µF
I = A
7.LC 共振、Q 値、帯域幅ふつう
RLC 直列回路で R = 1 Ω、L = 2.2 mH、C = 220 nF です。Q 値 Q を求めなさい。
R = 1 ΩL = 2.2 mHC = 220 nF
Q =
8.LC 共振、Q 値、帯域幅むずかしい
充電した 22 nF のコンデンサが、全直列抵抗 2 Ω の 220 µH のコイルを通して放電するので、振動はゆっくり減衰します。振幅は e−Rt/(2L) に従って減衰します。振幅が半分になるまでに、振動は何周期 n 起こりますか。(損失は小さいので、周波数は f₀ とします。)
L = 220 µHC = 22 nFR = 2 Ω
n =
9.三相電力ふつう
平衡三相負荷が、線間電圧 208 V の電源から線電流 40 A を流している。力率は遅れ 0.88 である。負荷が消費する全有効電力 P を kW で求めよ。
VL = 208 VIL = 40 Acos φ = 0.88
P = kW
10.三相電力むずかしい
平衡三相負荷が、690 V(線間)、60 Hz の電源から遅れ力率 0.75 で 75 kW を消費している。負荷と並列に三相コンデンサバンクを接続し、全体の力率を遅れ 0.92 に改善する。有効電力は変わらない。 コンデンサバンクが供給すべき全無効電力 QC を kvar で求めよ。
P = 75 kWpf1 = 0.75pf2 = 0.92VL = 690 Vf = 60 Hz
QC = kvar
11.RC・RL 過渡現象ふつう
電源 Vₛ は R₁ を通してコンデンサを充電し、R₂ は C と並列に接続されています。 t = 0 でスイッチが閉じるとき、コンデンサは充電されていない。 t = 30 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 15 VR1 = 1 kΩR2 = 3.3 kΩC = 33 µFt = 30 ms
vC = V
12.RC・RL 過渡現象むずかしい
スイッチは長い間閉じていたので、回路は定常状態にある。t = 0 にスイッチが開く。 t = 200 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 12 VR1 = 3.3 kΩR2 = 2.2 kΩC = 68 µFt = 200 ms
vC = V
13.テブナン・ノートンふつう
a–b 間に負荷 RL = 12 Ω を接続する。回路の残りをテブナン等価回路に置き換え、負荷電流 IL を求めよ。
V1 = 15 VR1 = 12 ΩR2 = 4 ΩR3 = 20 ΩRL = 12 Ω
IL = A
14.テブナン・ノートンむずかしい
a–b 間に負荷 RL = 3 Ω を接続する。回路の残りをテブナン等価回路に置き換え、負荷電流 IL を求めよ。
V1 = 30 VIs = 2.5 AR1 = 12 ΩR2 = 3 ΩR3 = 2 ΩRL = 3 Ω
IL = A
15.ボード線図と余裕ふつう
ω = 5 rad/s における G(s) = 952/((s + 7)(s + 17)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 952/((s + 7)(s + 17))ω = 5 rad/s
|G(jω)| = dB
16.ボード線図と余裕むずかしい
ユニティフィードバック系の開ループ伝達関数は L(s) = 318/(s(s + 7)(s + 9)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 318/(s(s + 7)(s + 9))
ω180 = rad/s