1.複素数ふつう
z = −3 + j5 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 = −3 + j5
θ = rad
2.複素数むずかしい
n = 3、w = 27∠−90° のとき、zⁿ = w の解は zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n)、k = 0, 1, 2 です。z₂ の実部を求めてください。
w = 27∠−90°n = 3k = 2
Re(z₂) =
3.交流インピーダンスとフェーザふつう
直列 RLC 回路を 100 V(実効値)、100 Hz の電源に接続する。 インピーダンスの位相角 φ を度で求めよ(電流が電圧より遅れるとき正)。
V = 100 V (rms)f = 100 HzR = 20 ΩL = 50 mHC = 4.7 µF
φ = °
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 12 V(実効値)、50 Hz の電源に接続する。 コンデンサの両端電圧の実効値 VC を求めよ。
V = 12 V (rms)f = 50 HzR = 50 ΩL = 20 mHC = 100 µF
VC = V
5.交流電力と力率ふつう
単相モーターが 230 V の電源から、遅れ力率 0.9 で 13 kW を消費する。 モーターの無効電力 Q を求めよ。
P = 13 kWpf = 0.9V = 230 V
Q = kvar
6.交流電力と力率むずかしい
単相負荷が 240 V、50 Hz の電源から遅れ力率 0.8 で 35 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。 コンデンサが供給すべき無効電力 QC を求めよ。
P = 35 kWpf1 = 0.8pf2 = 0.98V = 240 Vf = 50 Hz
QC = kvar
7.LC 共振、Q 値、帯域幅ふつう
理想的な LC 回路で L = 22 µH、C = 220 nF とし、t = 0 でコンデンサが満充電されています。エネルギーがすべてインダクタに移るまでにどれだけかかりますか。t を µs で答えなさい。
L = 22 µHC = 220 nF
t = µs
8.LC 共振、Q 値、帯域幅むずかしい
共振曲線の半電力周波数は 20 kHz と 22 kHz です。共振周波数をその幾何平均として求め、次に Q 値 Q を求めなさい。
f1 = 20 kHzf2 = 22 kHz
Q =
9.三相電力ふつう
平衡三相負荷が、線間電圧 415 V の電源から線電流 60 A を流している。力率は遅れ 0.75 である。負荷が消費する全有効電力 P を kW で求めよ。
VL = 415 VIL = 60 Acos φ = 0.75
P = kW
10.三相電力むずかしい
平衡三相負荷が、480 V(線間)、50 Hz の電源から遅れ力率 0.75 で 80 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 0.9 に改善する。有効電力は変わらない。 コンデンサは Y 結線である。各コンデンサの静電容量 Cph を µF で求めよ。
P = 80 kWpf1 = 0.75pf2 = 0.9VL = 480 Vf = 50 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。 t = 1 ms におけるコイルの電圧 vL を求めよ。
Vs = 20 VR = 68 ΩL = 100 mHt = 1 ms
vL = V
12.RC・RL 過渡現象むずかしい
タイマーが t = 0 に、5 V の電源から抵抗を通して充電されていないコンデンサの充電を始める。コンデンサの電圧が 3.75 V に達したとき、開始からちょうど 250 ms 後に作動しなければならない。 C = 22 µF のとき、必要な抵抗 R を求めよ。
Vs = 5 VVth = 3.75 VT = 250 msC = 22 µF
R = kΩ
13.テブナン・ノートンふつう
端子 a–b から見たテブナン抵抗 Rth を求めよ。
V1 = 30 VR1 = 20 ΩR2 = 15 ΩR3 = 2 Ω
Rth = Ω
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 = 36 VIs = 1 AR1 = 20 ΩR2 = 3 ΩR3 = 8 ΩRL = 3 Ω
IL = A
15.ボード線図と余裕ふつう
ω = 0.5 rad/s における G(s) = 17(s + 7)/(s(s + 8)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 17(s + 7)/(s(s + 8))ω = 0.5 rad/s
∠G(jω) = °
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) = K/(s(s + 1)(s + 5)) である。 ゲイン余裕が 3 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 5))GM = 3 dB
K =