1.複素数ふつう
z = 2∠−20° を直交形式 a + jb で表し、実部 a を答えてください。
r = 2θ = −20°
a =
2.複素数むずかしい
z² + 4z + 5 = 0 を解いてください。解は a ± jb です。実部 a を求めてください。
p = 4q = 5
a =
3.交流インピーダンスとフェーザふつう
直列 RLC 回路を 50 V(実効値)、100 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 = 50 V (rms)f = 100 HzR = 100 ΩL = 200 mHC = 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 = 15 ΩL = 100 mHC = 10 µF
VL = V
5.交流電力と力率ふつう
2 つの負荷が 400 V の単相電源に並列に接続されている:遅れ力率 0.7 の 26 kW の負荷と、遅れ力率 0.95 の 14 kW の負荷。 電源から見た全体の力率 cos φ を求めよ。
V = 400 VP1 = 26 kW, pf1 = 0.7 遅れP2 = 14 kW, pf2 = 0.95 遅れ
cos φ =
6.交流電力と力率むずかしい
単相負荷が 230 V、60 Hz の電源から遅れ力率 0.6 で 35 kW を消費する。並列にコンデンサをつないで力率を 0.92 に改善する。 必要な静電容量 C を求めよ。
P = 35 kWpf1 = 0.6pf2 = 0.92V = 230 Vf = 60 Hz
C = µF
7.LC 共振、Q 値、帯域幅ふつう
220 nF のコンデンサを 6 V に充電し、理想的な 470 µH のインダクタと振動させます。コンデンサの電圧が 1.5 V になった瞬間にインダクタに蓄えられているエネルギー WL を µJ で求めなさい。
C = 220 nFV0 = 6 VvC = 1.5 V
WL = µJ
8.LC 共振、Q 値、帯域幅むずかしい
RLC 直列の共振回路に 10 µH のインダクタを使います。帯域幅を 20 kHz にするには、直列の全抵抗 R をいくらにすればよいですか。
L = 10 µHBW = 20 kHz
R = Ω
9.三相電力ふつう
1 相あたりのインピーダンスが 6 + j8 Ω の平衡 Δ 結線負荷が、線間電圧 208 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 = 208 VZ = 6 + j8 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、480 V(線間)、50 Hz の電源から遅れ力率 0.8 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 0.92 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 = 0.8pf2 = 0.92VL = 480 Vf = 50 Hz
Cph = µF
11.RC・RL 過渡現象ふつう
電源 Vₛ は R₁ を通してコンデンサを充電し、R₂ は C と並列に接続されています。 t = 0 でスイッチが閉じるとき、コンデンサは充電されていない。 スイッチを閉じた後の回路の時定数 τ を求めよ。
Vs = 30 VR1 = 10 kΩR2 = 2.2 kΩC = 33 µF
τ = 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 30 V に充電されている。 vC が 22.5 V に達するまでの時間はいくらか。t を求めよ。
Vs = 5 VR = 10 kΩC = 220 µFvC(0) = 30 V
t = ms
13.テブナン・ノートンふつう
端子 a–b から見たテブナン抵抗 Rth を求めよ。
V1 = 9 VR1 = 12 ΩR2 = 20 ΩR3 = 12 Ω
Rth = Ω
14.テブナン・ノートンむずかしい
a–b 間に負荷 RL = 20 Ω を接続する。テブナン等価回路を使って、負荷で消費される電力 PL を求めよ。
V1 = 6 VIs = 6 AR1 = 2 ΩR2 = 10 ΩR3 = 30 ΩRL = 20 Ω
PL = W
15.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ローパスフィルタ は R = 4.7 kΩ, C = 47 nF です。1.4 kHz 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 = 4.7 kΩC = 47 nFf = 1.4 kHz
|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) = K/(s(s + 9)(s + 10)) である。 ゲイン余裕が 2 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 9)(s + 10))GM = 2 dB
K =