1.複素数ふつう
z₁ = 4∠70°、z₂ = 0.5∠80° 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 = 4∠70°z₂ = 0.5∠80°
θ = °
2.複素数むずかしい
n = 4、w = 81∠−120° のとき、zⁿ = w の解は zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n)、k = 0, 1, 2, 3 です。z₃ の虚部を求めてください。
w = 81∠−120°n = 4k = 3
Im(z₃) =
3.交流インピーダンスとフェーザふつう
抵抗とコンデンサが並列に、24 V(実効値)、200 Hz の電源に接続されている。 インピーダンスの大きさ |Z| を求めよ。
V = 24 V (rms)f = 200 HzR = 60 ΩC = 4.7 µF
|Z| = Ω
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 100 V(実効値)、100 Hz の電源に接続する。 回路の共振周波数 f0 を求めよ。
V = 100 V (rms)f = 100 HzR = 25 ΩL = 50 mHC = 47 µF
f0 = Hz
5.交流電力と力率ふつう
単相モーターが 400 V の電源から、遅れ力率 0.8 で 34 kW を消費する。 モーターの無効電力 Q を求めよ。
P = 34 kWpf = 0.8V = 400 V
Q = kvar
6.交流電力と力率むずかしい
単相負荷が 240 V、60 Hz の電源から遅れ力率 0.65 で 35 kW を消費する。並列にコンデンサをつないで力率を 0.9 に改善する。 必要な静電容量 C を求めよ。
P = 35 kWpf1 = 0.65pf2 = 0.9V = 240 Vf = 60 Hz
C = µF
7.LC 共振、Q 値、帯域幅ふつう
RLC 直列回路で R = 22 Ω、L = 4.7 mH、C = 220 nF です。Q 値 Q を求めなさい。
R = 22 ΩL = 4.7 mHC = 220 nF
Q =
8.LC 共振、Q 値、帯域幅むずかしい
並列のタンク回路が、47 pF のコンデンサと、巻線抵抗 5 Ω の 1 mH のコイルでできています。共振では抵抗のようにふるまい、その動的抵抗は RD = L/(C·r) です。RD を kΩ で求めなさい。
L = 1 mHC = 47 pFr = 5 Ω
RD = kΩ
9.三相電力ふつう
平衡三相負荷が、線間電圧 480 V の電源から線電流 100 A を流している。力率は遅れ 0.85 である。負荷が消費する全有効電力 P を kW で求めよ。
VL = 480 VIL = 100 Acos φ = 0.85
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 0.8 で 100 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 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 = 100 kWpf1 = 0.8pf2 = 0.95VL = 690 Vf = 50 Hz
Cph = µF
11.RC・RL 過渡現象ふつう
コイルには 2 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。 t = 1 ms における電流 i を求めよ。
i(0) = 2 AR = 50 ΩL = 10 mHt = 1 ms
i = A
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。 t = 200 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 20 VR = 6.8 kΩC = 100 µFvC(0) = 8 Vt = 200 ms
vC = V
13.テブナン・ノートンふつう
a–b 間に負荷 RL = 5 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 = 3 ΩR2 = 2 ΩR3 = 10 ΩRL = 5 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。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 = 18 VIs = 3 AR1 = 3 ΩR2 = 15 ΩR3 = 4 ΩRL = 10 Ω
PL = W
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 = 1 Ω の両端でとり、L = 2 mH、C = 1 µF である。 中心(共振)周波数 f0 を Hz で求めよ。
R = 1 ΩL = 2 mHC = 1 µF
f0 = 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) = K/(s(s + 3)(s + 8)) である。 ゲイン余裕が 8 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 8))GM = 8 dB
K =