1.複素数ふつう
z = 5 + j2 を指数形式 r·ejθ で表してください。θ をラジアンで、−π から π の間で答えてください。
z = 5 + j2
θ = rad
2.複素数むずかしい
n = 5、w = 243∠90° のとき、zⁿ = w の解は zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n)、k = 0, 1, …, 4 です。z₀ の実部を求めてください。
w = 243∠90°n = 5k = 0
Re(z₀) =
3.交流インピーダンスとフェーザふつう
直列 RLC 回路を 12 V(実効値)、50 Hz の電源に接続する。 電流の実効値 I を求めよ。
V = 12 V (rms)f = 50 HzR = 100 ΩL = 20 mHC = 4.7 µF
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 50 V(実効値)、60 Hz の電源に接続する。 回路の共振周波数 f0 を求めよ。
V = 50 V (rms)f = 60 HzR = 80 ΩL = 20 mHC = 47 µF
f0 = Hz
5.交流電力と力率ふつう
2 つの負荷が 230 V の単相電源に並列に接続されている:遅れ力率 0.85 の 23 kW の負荷と、遅れ力率 0.8 の 5 kW の負荷。 電源から見た全体の力率 cos φ を求めよ。
V = 230 VP1 = 23 kW, pf1 = 0.85 遅れP2 = 5 kW, pf2 = 0.8 遅れ
cos φ =
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 0.8 で 30 kW を消費する。並列にコンデンサをつないで力率を 0.98 に改善する。 必要な静電容量 C を求めよ。
P = 30 kWpf1 = 0.8pf2 = 0.98V = 230 Vf = 50 Hz
C = µF
7.LC 共振、Q 値、帯域幅ふつう
RLC 直列回路で R = 100 Ω、L = 4.7 mH、C = 100 nF です。Q 値 Q を求めなさい。
R = 100 ΩL = 4.7 mHC = 100 nF
Q =
8.LC 共振、Q 値、帯域幅むずかしい
並列のタンク回路が、470 pF のコンデンサと、巻線抵抗 20 Ω の 22 mH のコイルでできています。共振では抵抗のようにふるまい、その動的抵抗は RD = L/(C·r) です。RD を kΩ で求めなさい。
L = 22 mHC = 470 pFr = 20 Ω
RD = kΩ
9.三相電力ふつう
三相誘導電動機が全負荷で 75 kW の機械出力を出している。この負荷での効率は 93%、力率は遅れ 0.84 である。電源の線間電圧は 400 V である。線電流 IL を求めよ。
Pout = 75 kWη = 93%cos φ = 0.84VL = 400 V
IL = A
10.三相電力むずかしい
平衡三相負荷が、400 V(線間)、60 Hz の電源から遅れ力率 0.75 で 250 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 0.98 に改善する。有効電力は変わらない。 コンデンサは Δ 結線である。各コンデンサの静電容量 Cph を µF で求めよ。
P = 250 kWpf1 = 0.75pf2 = 0.98VL = 400 Vf = 60 Hz
Cph = µF
11.RC・RL 過渡現象ふつう
t = 0 でスイッチが閉じる前、コイルに電流は流れていない。 スイッチを閉じてからどれだけ後に、電流が最終値の 80% に達するか。t を求めよ。
Vs = 6 VR = 22 ΩL = 68 mH
t = ms
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 = 300 ms で R2 を流れる電流 i2 を求めよ。
Vs = 15 VR1 = 6.8 kΩR2 = 4.7 kΩC = 220 µFt = 300 ms
i2 = mA
13.テブナン・ノートンふつう
端子 a–b から見たテブナン電圧 Vth を求めよ。
V1 = 30 VR1 = 2 ΩR2 = 2 ΩR3 = 10 Ω
Vth = V
14.テブナン・ノートンむずかしい
a–b 間に負荷 RL = 20 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 = 6 AR1 = 15 ΩR2 = 25 ΩR3 = 3 ΩRL = 20 Ω
IL = A
15.ボード線図と余裕ふつう
図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 5 Ω の両端でとり、L = 100 mH、C = 2.2 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 5 ΩL = 100 mHC = 2.2 µF
BW = Hz
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) = 48/(s(s + 3)(s + 5)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 48/(s(s + 3)(s + 5))
ω180 = rad/s