1.複素数ふつう
z = −1 − j9 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 − j9
θ = °
2.複素数むずかしい
n = 3、w = 8∠60° のとき、zⁿ = w の解は zk = R1/n∠((φ + 360°·k)/n)、k = 0, 1, 2 です。z₁ の虚部を求めてください。
w = 8∠60°n = 3k = 1
Im(z₁) =
3.交流インピーダンスとフェーザふつう
抵抗とコンデンサが並列に、12 V(実効値)、200 Hz の電源に接続されている。 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 = 12 V (rms)f = 200 HzR = 100 ΩC = 2.2 µF
φ = °
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、周波数を回路の共振周波数に設定した 5 V(実効値)の電源で駆動する。コイルの両端の電圧の実効値 VL を求めよ。
V = 5 V (rms)R = 10 ΩL = 10 mHC = 0.47 µF
VL = V
5.交流電力と力率ふつう
インピーダンス Z = 4 + j3 Ω の負荷が 230 V(実効値)の単相電源に接続されている。 負荷が消費する無効電力 Q を求めよ。
V = 230 VZ = 4 + j3 Ω
Q = var
6.交流電力と力率むずかしい
12 V(実効値)、50 Hz の電源の内部インピーダンスは Zs = 4 + j3 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 = 12 V (rms)f = 50 HzZs = 4 + j3 Ω
Pmax = W
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 = 470 nF 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 = 470 nF
t = µs
8.LC 共振、Q 値、帯域幅むずかしい
並列のタンク回路が、4.7 nF のコンデンサと、巻線抵抗 0.5 Ω の 4.7 mH のコイルでできています。共振では抵抗のようにふるまい、その動的抵抗は RD = L/(C·r) です。RD を kΩ で求めなさい。
L = 4.7 mHC = 4.7 nFr = 0.5 Ω
RD = kΩ
9.三相電力ふつう
平衡三相負荷が、線間電圧 208 V の電源から線電流 80 A を流している。力率は遅れ 0.8 である。負荷が消費する全有効電力 P を kW で求めよ。
VL = 208 VIL = 80 Acos φ = 0.8
P = kW
10.三相電力むずかしい
平衡三相負荷が、415 V(線間)、50 Hz の電源から遅れ力率 0.72 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 0.98 に改善する。有効電力は変わらない。 コンデンサバンクが供給すべき全無効電力 QC を kvar で求めよ。
P = 50 kWpf1 = 0.72pf2 = 0.98VL = 415 Vf = 50 Hz
QC = kvar
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 = 12 VR = 15 ΩL = 22 mHt = 1 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 12 V に充電されている。 t = 250 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 10 VR = 6.8 kΩC = 100 µFvC(0) = 12 Vt = 250 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 = 30 VR1 = 3 ΩR2 = 2 ΩR3 = 5 ΩRL = 10 Ω
IL = A
14.テブナン・ノートンむずかしい
a–b 間に負荷 RL = 4 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 = 6 VIs = 2.5 AR1 = 15 ΩR2 = 8 ΩR3 = 20 ΩRL = 4 Ω
IL = A
15.ボード線図と余裕ふつう
ω = 10 rad/s における G(s) = 28(s + 10)/(s(s + 1)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 28(s + 10)/(s(s + 1))ω = 10 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) = K/(s(s + 4)(s + 7)) である。 ゲイン余裕が 20 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 7))GM = 20 dB
K =