1.複素数ふつう
z = −6 + j4 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 = −6 + j4
θ = °
2.複素数むずかしい
z³ + 2z² − 11z − 52 = 0 の解の 1 つは z₁ = −3 + j2 です。係数は実数です。実数の解 r を求めてください。
z₁ = −3 + j2
r =
3.交流インピーダンスとフェーザふつう
直列 RLC 回路を 12 V(実効値)、60 Hz の電源に接続する。 電流の実効値 I を求めよ。
V = 12 V (rms)f = 60 HzR = 80 ΩL = 200 mHC = 100 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 24 V(実効値)、200 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 = 24 V (rms)f = 200 HzR = 40 ΩL = 250 mHC = 47 µF
VC = V
5.交流電力と力率ふつう
単相モーターが 230 V の電源から、遅れ力率 0.9 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 = 0.9V = 230 V
Q = kvar
6.交流電力と力率むずかしい
200 kVA の単相変圧器が、遅れ力率 0.85 で 70 kW の負荷に電力を供給している。変圧器が kVA 定格に達するまでに、抵抗負荷(力率 1)としてあとどれだけの有効電力 ΔP を追加できるか。
Smax = 200 kVAP1 = 70 kWpf1 = 0.85
ΔP = kW
7.LC 共振、Q 値、帯域幅ふつう
RLC 直列回路で R = 5 Ω、L = 220 µH、C = 4.7 nF です。Q 値 Q を求めなさい。
R = 5 ΩL = 220 µHC = 4.7 nF
Q =
8.LC 共振、Q 値、帯域幅むずかしい
充電した 10 nF のコンデンサが、全直列抵抗 2 Ω の 47 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 = 47 µHC = 10 nFR = 2 Ω
n =
9.三相電力ふつう
1 相あたりのインピーダンスが 12 + j9 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 = 12 + j9 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 0.72 で 60 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 = 60 kWpf1 = 0.72pf2 = 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 50% に達するか。t を求めよ。
Vs = 5 VR = 50 ΩL = 100 mH
t = ms
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 = 100 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 10 VR1 = 1 kΩR2 = 3.3 kΩC = 68 µFt = 100 ms
vC = V
13.テブナン・ノートンふつう
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 = 10 VR1 = 3 ΩR2 = 5 ΩR3 = 20 Ω
IN = A
14.テブナン・ノートンむずかしい
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 = 36 VIs = 2 AR1 = 2 ΩR2 = 2 ΩR3 = 20 ΩRL = 5 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) = 918/((s + 6)(s + 17)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 918/((s + 6)(s + 17))ω = 20 rad/s
|G(jω)| = 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) = 48/(s(s + 4)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 48/(s(s + 4))
ωc = rad/s