1.複素数ふつう
z = −1 + j7 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 = −1 + j7
θ = °
2.複素数むずかしい
n = 5、w = 243∠180° のとき、zⁿ = w の解は zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n)、k = 0, 1, …, 4 です。z₀ の虚部を求めてください。
w = 243∠180°n = 5k = 0
Im(z₀) =
3.交流インピーダンスとフェーザふつう
直列 RLC 回路を 120 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 = 120 V (rms)f = 500 HzR = 80 ΩL = 250 mHC = 10 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 回路を 100 V(実効値)、1000 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 = 1000 HzR = 80 ΩL = 200 mHC = 2.2 µF
f0 = Hz
5.交流電力と力率ふつう
誘導性負荷が 120 V(実効値)の単相電源から 11 A と 924 W を消費する。これを抵抗 R とリアクタンス X の直列回路としてモデル化する。 R を求めよ。
V = 120 VI = 11 AP = 924 W
R = Ω
6.交流電力と力率むずかしい
230 V(実効値)、1000 Hz の電源の内部インピーダンスは Zs = 25 + j20 Ω である。負荷インピーダンス ZL は自由に選べる。 負荷に供給できる最大の有効電力 Pmax を求めよ。
Vs = 230 V (rms)f = 1000 HzZs = 25 + j20 Ω
Pmax = W
7.LC 共振、Q 値、帯域幅ふつう
RLC 直列回路で R = 2 Ω、L = 22 µH、C = 47 nF です。帯域幅 BW を kHz で求めなさい。
R = 2 ΩL = 22 µHC = 47 nF
BW = kHz
8.LC 共振、Q 値、帯域幅むずかしい
共振曲線の半電力周波数は 20 kHz と 25 kHz です。共振周波数をその幾何平均として求め、次に Q 値 Q を求めなさい。
f1 = 20 kHzf2 = 25 kHz
Q =
9.三相電力ふつう
1 相あたりのインピーダンスが 3 + j4 Ω の平衡 Y 結線負荷が、線間電圧 480 V の平衡三相電源に接続されている。 負荷が吸収する全有効電力 P を kW で求めよ。
VL = 480 VZ = 3 + j4 Ω 1 相あたり
P = kW
10.三相電力むずかしい
平衡三相負荷が、400 V(線間)、50 Hz の電源から遅れ力率 0.75 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 0.98 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 = 0.75pf2 = 0.98VL = 400 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 = 5 ms における電流 i を求めよ。
i(0) = 2 AR = 47 ΩL = 100 mHt = 5 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 6 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 = 15 VR = 2.2 kΩC = 68 µFvC(0) = 6 Vt = 200 ms
vC = V
13.テブナン・ノートンふつう
a–b 間に負荷 RL = 2 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 = 4 ΩR2 = 10 ΩR3 = 10 ΩRL = 2 Ω
IL = A
14.テブナン・ノートンむずかしい
a–b 間に負荷 RL = 6 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 = 12 VIs = 4 AR1 = 4 ΩR2 = 20 ΩR3 = 6 ΩRL = 6 Ω
IL = A
15.ボード線図と余裕ふつう
ω = 20 rad/s における G(s) = 5(s + 7)/(s(s + 9)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 5(s + 7)/(s(s + 9))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) = 128/(s(s + 3)(s + 9)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 128/(s(s + 3)(s + 9))
GM = dB