1.複素数ふつう
数 z = 5·ej2.8 の角度はラジアンで表されています。その実部 a を求めてください。
r = 5θ = 2.8 rad
a =
2.複素数むずかしい
ド・モアブルの定理を使って、z = −2 − j2 のときの z⁸ の実部を求めてください。
z = −2 − j2n = 8
Re(z⁸) =
3.交流インピーダンスとフェーザふつう
直列 RLC 回路を 24 V(実効値)、200 Hz の電源に接続する。 電流の実効値 I を求めよ。
V = 24 V (rms)f = 200 HzR = 80 ΩL = 150 mHC = 2.2 µF
I = A
4.交流インピーダンスとフェーザむずかしい
抵抗 R1 が、R2 とコンデンサ C の並列回路と直列に接続され、50 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 = 50 V (rms)f = 500 HzR1 = 20 ΩR2 = 80 ΩC = 10 µF
I = A
5.交流電力と力率ふつう
インピーダンス Z = 7 + j24 Ω の負荷が 120 V(実効値)の単相電源に接続されている。 負荷が消費する有効電力 P を求めよ。
V = 120 VZ = 7 + j24 Ω
P = W
6.交流電力と力率むずかしい
100 kVA の単相変圧器が、遅れ力率 0.7 で 48 kW の負荷に電力を供給している。変圧器が kVA 定格に達するまでに、抵抗負荷(力率 1)としてあとどれだけの有効電力 ΔP を追加できるか。
Smax = 100 kVAP1 = 48 kWpf1 = 0.7
ΔP = kW
7.LC 共振、Q 値、帯域幅ふつう
RLC 直列回路が 5 kHz で共振し、Q = 2 です。下側の半電力周波数 f1 を厳密に kHz で求めなさい。
f0 = 5 kHzQ = 2
f1 = kHz
8.LC 共振、Q 値、帯域幅むずかしい
充電した 220 nF のコンデンサが、全直列抵抗 2 Ω の 1 mH 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 = 1 mHC = 220 nFR = 2 Ω
n =
9.三相電力ふつう
1 相あたりのインピーダンスが 12 + j5 Ω の平衡 Δ 結線負荷が、線間電圧 415 V の平衡三相電源に接続されている。 負荷が吸収する全有効電力 P を kW で求めよ。
VL = 415 VZ = 12 + j5 Ω 1 相あたり
P = kW
10.三相電力むずかしい
平衡三相負荷が、690 V(線間)、50 Hz の電源から遅れ力率 0.78 で 50 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。 コンデンサバンクが供給すべき全無効電力 QC を kvar で求めよ。
P = 50 kWpf1 = 0.78pf2 = 0.98VL = 690 Vf = 50 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 = 500 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 20 VR1 = 10 kΩR2 = 2.2 kΩC = 100 µFt = 500 ms
vC = V
12.RC・RL 過渡現象むずかしい
t = 0 でスイッチが閉じる直前、コンデンサは図の極性で 2 V に充電されている。 vC が 2.9 V に達するまでの時間はいくらか。t を求めよ。
Vs = 5 VR = 10 kΩC = 47 µFvC(0) = 2 V
t = ms
13.テブナン・ノートンふつう
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 = 6 VR1 = 15 ΩR2 = 4 ΩR3 = 8 ΩRL = 20 Ω
IL = A
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。テブナン等価回路を使って、負荷で消費される電力 PL を求めよ。
V1 = 9 VIs = 2 AR1 = 5 ΩR2 = 12 ΩR3 = 8 ΩRL = 20 Ω
PL = W
15.ボード線図と余裕ふつう
ω = 30 rad/s における G(s) = 594/((s + 6)(s + 11)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 594/((s + 6)(s + 11))ω = 30 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) = 128/(s(s + 2)(s + 8)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 128/(s(s + 2)(s + 8))
GM = dB