1.複素数ふつう
z = 8 + j を指数形式 r·ejθ で表してください。θ をラジアンで、−π から π の間で答えてください。
z = 8 + j
θ = rad
2.複素数むずかしい
n = 6、w = 64∠−60° のとき、zⁿ = w の解は zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n)、k = 0, 1, …, 5 です。z₀ の偏角を、−180° から 180° の間で、度で求めてください。
w = 64∠−60°n = 6k = 0
θ₀ = °
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)、50 Hz の電源に接続する。 電流の実効値 I を求めよ。
V = 10 V (rms)f = 50 HzR = 30 ΩL = 20 mHC = 10 µF
I = A
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 230 V(実効値)、500 Hz の電源に接続する。 コンデンサの両端電圧の実効値 VC を求めよ。
V = 230 V (rms)f = 500 HzR = 100 ΩL = 250 mHC = 100 µF
VC = V
5.交流電力と力率ふつう
誘導性負荷が 230 V(実効値)の単相電源から 18.5 A と 3617 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 = 230 VI = 18.5 AP = 3617 W
R = Ω
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 0.6 で 27 kW を消費する。330 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 = 27 kWpf1 = 0.6V = 240 Vf = 60 HzC = 330 µF
cos φ =
7.LC 共振、Q 値、帯域幅ふつう
RLC 並列回路で R = 22 kΩ、L = 10 mH、C = 2.2 nF です。Q 値 Q を求めなさい。
R = 22 kΩL = 10 mHC = 2.2 nF
Q =
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 0.5 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 = 0.5 Ω
n =
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 15 A を流している。力率は遅れ 0.82 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 = 15 Acos φ = 0.82
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 0.8 で 50 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 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 = 50 kWpf1 = 0.8pf2 = 0.9VL = 400 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。 スイッチを閉じてからどれだけ後に、電流が最終値の 99% に達するか。t を求めよ。
Vs = 9 VR = 20 ΩL = 33 mH
t = ms
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 = 120 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 15 VR = 3.3 kΩC = 22 µFvC(0) = 8 Vt = 120 ms
vC = V
13.テブナン・ノートンふつう
a–b 間に負荷 RL = 10 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 = 20 ΩR2 = 6 ΩR3 = 15 ΩRL = 10 Ω
IL = A
14.テブナン・ノートンむずかしい
端子 a–b から見たテブナン電圧 Vth を求めよ。
V1 = 9 VIs = 1.5 AR1 = 15 ΩR2 = 3 ΩR3 = 4 Ω
Vth = V
15.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ハイパスフィルタ は R = 47 kΩ, C = 10 nF です。680 Hz の正弦波入力が加えられます。 ゲイン |H| = |vout/vin| を dB で求めよ。
R = 47 kΩC = 10 nFf = 680 Hz
|H| = dB
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) = 4.2/(s(s + 2)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 4.2/(s(s + 2))
PM = °