1.複素数ふつう
z = −3 − j8 の偏角 θ を、−180° から 180° の間の主値として、度で求めてください。
z = −3 − j8
θ = °
2.複素数むずかしい
方程式 z² + 2z + 5 = 0 には 2 つの複素数の解があります。その絶対値 |z| を求めてください。
p = 2q = 5
|z| =
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)、50 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 = 50 HzR = 40 ΩL = 200 mHC = 100 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、周波数を回路の共振周波数に設定した 2 V(実効値)の電源で駆動する。コイルの両端の電圧の実効値 VL を求めよ。
V = 2 V (rms)R = 5 ΩL = 5 mHC = 0.1 µF
VL = V
5.交流電力と力率ふつう
誘導性負荷が 240 V(実効値)の単相電源から 14 A と 2016 W を消費する。これを抵抗 R とリアクタンス X の直列回路としてモデル化する。 R を求めよ。
V = 240 VI = 14 AP = 2016 W
R = Ω
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 0.6 で 45 kW を消費する。並列にコンデンサをつないで力率を 0.9 に改善する。 必要な静電容量 C を求めよ。
P = 45 kWpf1 = 0.6pf2 = 0.9V = 240 Vf = 50 Hz
C = µF
7.LC 共振、Q 値、帯域幅ふつう
RLC 直列回路で R = 47 Ω、L = 2.2 mH、C = 22 nF です。帯域幅 BW を kHz で求めなさい。
R = 47 ΩL = 2.2 mHC = 22 nF
BW = kHz
8.LC 共振、Q 値、帯域幅むずかしい
充電した 1 µF のコンデンサが、全直列抵抗 20 Ω の 10 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 = 10 mHC = 1 µFR = 20 Ω
n =
9.三相電力ふつう
三相誘導電動機が全負荷で 7.5 kW の機械出力を出している。この負荷での効率は 92%、力率は遅れ 0.82 である。電源の線間電圧は 415 V である。線電流 IL を求めよ。
Pout = 7.5 kWη = 92%cos φ = 0.82VL = 415 V
IL = A
10.三相電力むずかしい
平衡三相負荷が、480 V(線間)、60 Hz の電源から遅れ力率 0.7 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 0.92 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 = 250 kWpf1 = 0.7pf2 = 0.92VL = 480 Vf = 60 Hz
Cph = µF
11.RC・RL 過渡現象ふつう
コイルには 1.5 A の定常電流が流れている。t = 0 にスイッチが R を通るループを閉じ、電源が切り離されるので、コイルの電流は R を通して減衰する。 電流が 0.15 A まで下がるのにどれだけかかるか。t を求めよ。
i(0) = 1.5 AR = 100 ΩL = 100 mH
t = ms
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 8 V に充電されている。 vC が 6.4 V に達するまでの時間はいくらか。t を求めよ。
Vs = 6 VR = 2.2 kΩC = 47 µFvC(0) = 8 V
t = ms
13.テブナン・ノートンふつう
a–b 間に負荷 RL = 10 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 = 24 VR1 = 8 ΩR2 = 8 ΩR3 = 12 ΩRL = 10 Ω
IL = A
14.テブナン・ノートンむずかしい
a–b 間に負荷 RL = 10 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 = 5 VIs = 1.5 AR1 = 30 ΩR2 = 2 ΩR3 = 2 ΩRL = 10 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 = 20 Ω の両端でとり、L = 1 mH、C = 0.47 µF である。 Q 値 Q を求めよ。
R = 20 ΩL = 1 mHC = 0.47 µF
Q =
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 + 2)(s + 9)) である。 ゲイン余裕が 2 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 9))GM = 2 dB
K =