1.複素数ふつう
z₁ = 3∠70°、z₂ = 1.5∠45° のとき、w = z₁·z₂ の偏角 θ を、−180° から 180° の間で、度で求めてください。
z₁ = 3∠70°z₂ = 1.5∠45°
θ = °
2.複素数むずかしい
z³ + 11z² + 55z + 125 = 0 の解の 1 つは z₁ = −3 + j4 です。係数は実数です。実数の解 r を求めてください。
z₁ = −3 + j4
r =
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)、1000 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 = 24 V (rms)f = 1000 HzR = 20 ΩL = 50 mHC = 100 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 50 V(実効値)、60 Hz の電源に接続する。 電流の実効値 I を求めよ。
V = 50 V (rms)f = 60 HzR = 40 ΩL = 150 mHC = 22 µF
I = A
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 0.8 の 28 kW の負荷と、遅れ力率 0.95 の 29 kW の負荷。 電源から見た全体の力率 cos φ を求めよ。
V = 230 VP1 = 28 kW, pf1 = 0.8 遅れP2 = 29 kW, pf2 = 0.95 遅れ
cos φ =
6.交流電力と力率むずかしい
120 V(実効値)、50 Hz の電源の内部インピーダンスは Zs = 8 + j30 Ω である。負荷インピーダンス ZL は自由に選べる。 最大電力を得る負荷を、抵抗とコンデンサの直列回路でつくる。静電容量 C を求めよ。
Vs = 120 V (rms)f = 50 HzZs = 8 + j30 Ω
C = µF
7.LC 共振、Q 値、帯域幅ふつう
RLC 直列回路が 20 kHz で共振し、Q = 2.5 です。下側の半電力周波数 f1 を厳密に kHz で求めなさい。
f0 = 20 kHzQ = 2.5
f1 = kHz
8.LC 共振、Q 値、帯域幅むずかしい
充電した 470 nF のコンデンサが、全直列抵抗 10 Ω の 47 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 = 47 mHC = 470 nFR = 10 Ω
n =
9.三相電力ふつう
三相誘導電動機が全負荷で 45 kW の機械出力を出している。この負荷での効率は 91%、力率は遅れ 0.9 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 = 45 kWη = 91%cos φ = 0.9VL = 415 V
IL = A
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 0.78 で 150 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 0.95 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 = 150 kWpf1 = 0.78pf2 = 0.95VL = 690 Vf = 60 Hz
QC = kvar
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 = 9 VR = 22 ΩL = 10 mHt = 1 ms
vL = 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 30 V に充電されている。 t = 75 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 20 VR = 2.2 kΩC = 100 µFvC(0) = 30 Vt = 75 ms
vC = V
13.テブナン・ノートンふつう
ノートン電流 IN を求めよ:端子を短絡したとき a から b へ流れる電流。
V1 = 15 VR1 = 15 ΩR2 = 6 ΩR3 = 12 Ω
IN = A
14.テブナン・ノートンむずかしい
端子 a–b から見たテブナン電圧 Vth を求めよ。
V1 = 6 VIs = 2.5 AR1 = 8 ΩR2 = 12 ΩR3 = 8 Ω
Vth = V
15.ボード線図と余裕ふつう
ω = 10 rad/s における G(s) = 192/((s + 4)(s + 8)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 192/((s + 4)(s + 8))ω = 10 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) = 272/(s(s + 4)(s + 8)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 272/(s(s + 4)(s + 8))
GM = dB