1.複素数ふつう
数 z = 4·ej1.5 の角度はラジアンで表されています。その虚部 b を求めてください。
r = 4θ = 1.5 rad
b =
2.複素数むずかしい
ド・モアブルの定理を使って、z = −√3 + j のときの z⁸ の虚部を求めてください。
z = −√3 + jn = 8
Im(z⁸) =
3.交流インピーダンスとフェーザふつう
直列 RLC 回路を 10 V(実効値)、60 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 = 10 V (rms)f = 60 HzR = 40 ΩL = 100 mHC = 22 µF
φ = °
4.交流インピーダンスとフェーザむずかしい
抵抗 R1 が、R2 とコンデンサ C の並列回路と直列に接続され、230 V(実効値)、60 Hz の電源に接続されている。 電流の実効値 I を求めよ。
V = 230 V (rms)f = 60 HzR1 = 10 ΩR2 = 30 ΩC = 47 µF
I = A
5.交流電力と力率ふつう
インピーダンス Z = 12 + j9 Ω の負荷が 240 V(実効値)の単相電源に接続されている。 皮相電力 S を求めよ。
V = 240 VZ = 12 + j9 Ω
S = VA
6.交流電力と力率むずかしい
単相負荷が 230 V、50 Hz の電源から遅れ力率 0.8 で 15 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。 新しい線電流 Inew を求めよ。
P = 15 kWpf1 = 0.8pf2 = 0.98V = 230 Vf = 50 Hz
Inew = A
7.LC 共振、Q 値、帯域幅ふつう
理想的な LC 回路で L = 0.47 µH、C = 1 µF 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 = 0.47 µHC = 1 µF
t = µs
8.LC 共振、Q 値、帯域幅むずかしい
RLC 直列回路(R = 5 Ω、L = 470 µH、C = 470 nF)を共振で駆動し、電流の振幅は 50 mA です。1 周期の間に R で消費されるエネルギー Ecycle を nJ で求めなさい。
R = 5 ΩL = 470 µHC = 470 nFIm = 50 mA
Ecycle = nJ
9.三相電力ふつう
三相誘導電動機が全負荷で 30 kW の機械出力を出している。この負荷での効率は 90%、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 = 30 kWη = 90%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)、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 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 = 100 kWpf1 = 0.8pf2 = 0.95VL = 690 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 における電流 i を求めよ。
Vs = 20 VR = 47 ΩL = 68 mHt = 1 ms
i = A
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 4.5 V に達したとき、開始からちょうど 20 ms 後に作動しなければならない。 R = 2.2 kΩ のとき、必要な静電容量 C を求めよ。
Vs = 5 VVth = 4.5 VT = 20 msR = 2.2 kΩ
C = µF
13.テブナン・ノートンふつう
端子 a–b から見たテブナン電圧 Vth を求めよ。
V1 = 12 VR1 = 3 ΩR2 = 10 ΩR3 = 20 Ω
Vth = V
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。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 = 1 AR1 = 6 ΩR2 = 10 ΩR3 = 10 ΩRL = 3 Ω
PL = W
15.ボード線図と余裕ふつう
ω = 20 rad/s における G(s) = 15(s + 16)/(s(s + 1)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 15(s + 16)/(s(s + 1))ω = 20 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) = 67.5/(s(s + 5)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 67.5/(s(s + 5))
PM = °