1.複素数ふつう
z = −9 + j6 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 = −9 + j6
θ = °
2.複素数むずかしい
z² − 5z + 10.25 = 0 を解いてください。解は a ± jb です。b > 0 を求めてください。
p = −5q = 10.25
b =
3.交流インピーダンスとフェーザふつう
直列 RLC 回路を 50 V(実効値)、500 Hz の電源に接続する。 電源から供給される有効電力 P を求めよ。
V = 50 V (rms)f = 500 HzR = 80 ΩL = 100 mHC = 22 µF
P = W
4.交流インピーダンスとフェーザむずかしい
直列 RLC 回路の R = 5 Ω、L = 5 mH、C = 2.2 µF である。 共振時の Q 値(尖鋭度)Q を求めよ。
R = 5 ΩL = 5 mHC = 2.2 µF
Q =
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 25 kW を消費する。 モーターの無効電力 Q を求めよ。
P = 25 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 400 V、50 Hz の電源から、遅れ力率 0.75 で 22 kW を消費する。150 µF のコンデンサを負荷と並列に接続する。 電源から見た新しい力率 cos φ を求めよ。
P = 22 kWpf1 = 0.75V = 400 Vf = 50 HzC = 150 µF
cos φ =
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 = 3 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 = 3
f1 = 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 1 Ω の 470 µH 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 = 470 µHC = 1 µFR = 1 Ω
n =
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 88%、力率は遅れ 0.84 である。電源の線間電圧は 690 V である。線電流 IL を求めよ。
Pout = 75 kWη = 88%cos φ = 0.84VL = 690 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 = 150 kWpf1 = 0.78pf2 = 0.95VL = 690 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。 t = 5 ms でコイルに蓄えられているエネルギー W を mJ で求めよ。
Vs = 24 VR = 22 ΩL = 47 mHt = 5 ms
W = mJ
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 4 V に充電されている。 vC が 18 V に達するまでの時間はいくらか。t を求めよ。
Vs = 24 VR = 10 kΩC = 33 µFvC(0) = 4 V
t = ms
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 = 30 VR1 = 3 ΩR2 = 8 ΩR3 = 20 Ω
IN = A
14.テブナン・ノートンむずかしい
a–b 間に負荷 RL = 12 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 VIs = 6 AR1 = 5 ΩR2 = 30 ΩR3 = 25 ΩRL = 12 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 = 50 mH、C = 10 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 5 ΩL = 50 mHC = 10 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) = 606/(s(s + 6)(s + 10)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 606/(s(s + 6)(s + 10))
ω180 = rad/s