1.複素数ふつう
z = 3 + 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 = 3 + j6
θ = °
2.複素数むずかしい
z² − 8z + 17 = 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 = −8q = 17
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 100 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 = 100 V (rms)f = 1000 HzR = 25 ΩL = 100 mHC = 1 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、24 V(実効値)、60 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 = 60 HzR1 = 50 ΩR2 = 20 ΩC = 100 µF
|Z| = Ω
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 0.6 で 3 kW を消費する。 モーターの無効電力 Q を求めよ。
P = 3 kWpf = 0.6V = 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 0.75 で 25 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。 新しい線電流 Inew を求めよ。
P = 25 kWpf1 = 0.75pf2 = 0.9V = 240 Vf = 60 Hz
Inew = A
7.LC 共振、Q 値、帯域幅ふつう
RLC 直列回路で R = 47 Ω、L = 4.7 mH、C = 47 pF です。Q 値 Q を求めなさい。
R = 47 ΩL = 4.7 mHC = 47 pF
Q =
8.LC 共振、Q 値、帯域幅むずかしい
充電した 47 nF のコンデンサが、全直列抵抗 2 Ω の 100 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 = 100 µHC = 47 nFR = 2 Ω
n =
9.三相電力ふつう
平衡三相負荷が、線間電圧 400 V の電源から線電流 150 A を流している。力率は遅れ 0.9 である。負荷が消費する全有効電力 P を kW で求めよ。
VL = 400 VIL = 150 Acos φ = 0.9
P = kW
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 0.78 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 0.9 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 = 0.78pf2 = 0.9VL = 480 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 における電流 i を求めよ。
Vs = 12 VR = 10 ΩL = 33 mHt = 5 ms
i = A
12.RC・RL 過渡現象むずかしい
スイッチは長い間閉じていたので、回路は定常状態にある。t = 0 にスイッチが開く。 t = 500 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 9 VR1 = 4.7 kΩR2 = 6.8 kΩC = 33 µFt = 500 ms
vC = V
13.テブナン・ノートンふつう
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 = 30 VR1 = 6 ΩR2 = 5 ΩR3 = 3 ΩRL = 12 Ω
IL = A
14.テブナン・ノートンむずかしい
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 = 5 VIs = 5 AR1 = 4 ΩR2 = 2 ΩR3 = 30 Ω
IN = A
15.ボード線図と余裕ふつう
ω = 1 rad/s における G(s) = 13(s + 17)/(s(s + 13)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 13(s + 17)/(s(s + 13))ω = 1 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) = 6/(s(s + 1)(s + 4)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 6/(s(s + 1)(s + 4))
GM = dB