1.抵抗の直列・並列ふつう
電源 V1 から見た合成抵抗 Req を求めよ。
V1 = 18 VR1 = 2 ΩR2 = 6 ΩR3 = 8 ΩR4 = 4 Ω
Req = Ω
2.抵抗の直列・並列むずかしい
電源が供給し R1 を流れる電流 IR1 を求めよ。
V1 = 10 VR1 = 12 ΩR2 = 10 ΩR3 = 8 ΩR4 = 4 ΩR5 = 3 ΩR6 = 6 Ω
IR1 = A
3.節点解析ふつう
節点解析を使って 節点電圧 VA(接地基準) を求めよ。
V1 = 12 VIs = 1.5 AR1 = 2 ΩR2 = 8 ΩR3 = 6 ΩR4 = 4 Ω
VA = V
4.節点解析むずかしい
ひし形は電圧制御電流源で、0.05·VA(VA を V で表したとき A 単位)の電流を節点 B に上向きに押し込む。節点解析を使って 節点電圧 VA(接地基準) を求めよ。
V1 = 18 VR1 = 15 ΩR2 = 6 ΩR3 = 8 ΩR4 = 2 Ωg = 0.05 A/V
VA = V
5.網目解析ふつう
網目解析を使って 矢印の向きに R1 を流れる電流 IR1 を求めよ。
V1 = 18 VV2 = 24 VR1 = 8 ΩR2 = 8 ΩR3 = 8 Ω
IR1 = A
6.網目解析むずかしい
網目解析を使って 矢印の向きに R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 10 VV2 = 18 VR1 = 6 ΩR2 = 25 ΩR3 = 25 ΩR4 = 3 ΩR5 = 30 Ω
IR2 = A
7.重ね合わせの理ふつう
重ね合わせの理を使って 矢印の向きに R1 を流れる電流 IR1 を求めよ。
V1 = 18 VIs = 1 AR1 = 15 ΩR2 = 3 ΩR3 = 3 ΩR4 = 8 Ω
IR1 = A
8.重ね合わせの理むずかしい
R3 を流れる電流 IR3 を 0 にする電圧源 V2(極性は図のとおり)の値を求めよ。
V1 = 6 VIs = 2 AR1 = 8 ΩR2 = 6 ΩR3 = 30 ΩR4 = 25 Ω
V2 = V
9.テブナン・ノートンふつう
a–b 間に負荷 RL = 20 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 = 15 VR1 = 10 ΩR2 = 3 ΩR3 = 8 ΩRL = 20 Ω
IL = A
10.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 = 6 VIs = 4 AR1 = 15 ΩR2 = 30 ΩR3 = 6 ΩRL = 6 Ω
IL = A
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 = 6 VR1 = 6.8 kΩR2 = 3.3 kΩC = 47 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 3 V に充電されている。 vC が 4.8 V に達するまでの時間はいくらか。t を求めよ。
Vs = 6 VR = 10 kΩC = 47 µFvC(0) = 3 V
t = ms
13.交流インピーダンスとフェーザふつう
直列 RLC 回路を 24 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 = 24 V (rms)f = 50 HzR = 25 ΩL = 20 mHC = 47 µF
I = A
14.交流インピーダンスとフェーザむずかしい
抵抗 R1 が、R2 とコンデンサ C の並列回路と直列に接続され、230 V(実効値)、50 Hz の電源に接続されている。 電流の実効値 I を求めよ。
V = 230 V (rms)f = 50 HzR1 = 25 ΩR2 = 100 ΩC = 10 µF
I = A
15.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 0.7 で 39 kW を消費する。 モーターの無効電力 Q を求めよ。
P = 39 kWpf = 0.7V = 230 V
Q = kvar
16.交流電力と力率むずかしい
100 kVA の単相変圧器が、遅れ力率 0.65 で 33 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 = 100 kVAP1 = 33 kWpf1 = 0.65
ΔP = kW
17.三相電力ふつう
平衡三相負荷が、線間電圧 690 V の電源から線電流 12 A を流している。力率は遅れ 0.85 である。負荷が消費する全有効電力 P を kW で求めよ。
VL = 690 VIL = 12 Acos φ = 0.85
P = kW
18.三相電力むずかしい
平衡三相負荷が、480 V(線間)、50 Hz の電源から遅れ力率 0.72 で 150 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。 コンデンサバンクが供給すべき全無効電力 QC を kvar で求めよ。
P = 150 kWpf1 = 0.72pf2 = 0.92VL = 480 Vf = 50 Hz
QC = kvar
19.変圧器ふつう
単相 100 kVA、6600/230 V の変圧器が定格負荷で運転している。理想変圧器とみなす。高圧巻線の電流 IHV を求めよ。
S = 100 kVAV1 = 6600 VV2 = 230 V
IHV = A
20.変圧器むずかしい
単相 25 kVA の変圧器の鉄損は 75 W、定格負荷での銅損は 225 W である。 この変圧器が定格 kVA の 75% を遅れ力率 0.8 で供給している。この負荷での全損失 Ploss を W で求めよ。
S = 25 kVAPcore = 75 WPcu,fl = 225 Wx = 0.75pf = 0.8
Ploss = W
21.オペアンプ回路ふつう
差動増幅器は ±15 V 電源の理想オペアンプを使い、R3 = R1、R4 = R2 である。 出力電圧 Vout を求めよ。
V1 = 2.1 VV2 = 3 VR1 = R3 = 1 kΩR2 = R4 = 4.7 kΩ
Vout = V
22.オペアンプ回路むずかしい
2 つの理想オペアンプ段が縦続接続されている:反転増幅器(R1、Rf1)の後に非反転増幅器(接地側に R2、帰還側に Rf2)が続く。どちらも ±15 V 電源で動作する。 入力は Vin = −0.95 V である。出力電圧 Vout を求めよ。
R1 = 2 kΩRf1 = 4.7 kΩR2 = 100 kΩRf2 = 47 kΩVin = −0.95 V
Vout = V
23.ダイオードとトランジスタふつう
β = 200 の NPN トランジスタが、電源 VCC = 15 V からベース抵抗 RB = 390 kΩ でバイアスされている。コレクタ抵抗は RC = 1.5 kΩ で、エミッタは接地されている。VBE = 0.7 V とし、トランジスタは活性領域にあると仮定する。 コレクタ電流 IC を mA で求めよ。
VCC = 15 VRB = 390 kΩRC = 1.5 kΩβ = 200VBE = 0.7 V
IC = mA
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
β = 100 の NPN トランジスタが、VCC = 24 V とコレクタの間に接続された 100 Ω の負荷抵抗をスイッチングする。エミッタは接地されている。ベースは 5 V のロジック出力からベース抵抗 RB を通して駆動される。VBE = 0.7 V、VCE(sat) = 0.2 V とする。 確実にスイッチングさせるため、ベース電流を飽和に必要な最小値の 4 倍に設計する。RB を kΩ で求めよ。
VCC = 24 VRC = 100 Ωβ = 100Vin = 5 VVBE = 0.7 VVCE(sat) = 0.2 Vオーバードライブ係数 = 4
RB = kΩ
25.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −57 を格納するようにビットを設定します。符号なしの数として読むと、このパターンの値 U はいくつですか?
N = −578 bit
U =
26.記数法むずかしい
ビットを 0111 1110 >> 3 の 8 ビットの結果に設定します。結果の値 R は 10 進でいくつですか?
0111 1110>> 3
R =
27.デジタル論理:ゲート・カルノー図・フリップフロップふつう
カルノー図を使って F(A, B, C) = Σm(2, 3, 4, 6) の最小の積和形(SOP)を求めてください。積項 N はいくつありますか?
F(A, B, C) = Σm(2, 3, 4, 6)
N =
28.デジタル論理:ゲート・カルノー図・フリップフロップむずかしい
正エッジトリガの D フリップフロップが Q = 0 から始まり、図の入力を受け取ります。Q が 1 から 0 に戻る最初のクロックエッジをクリックしてください。
Q₀ = 0D
- 1クロックエッジ 1
- 2クロックエッジ 2
- 3クロックエッジ 3
- 4クロックエッジ 4
- 5クロックエッジ 5
- 6クロックエッジ 6
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = (6s + 8)/(s² + 6s + 9) の f(t) を求め、f(0.2) を計算せよ。
F(s) = (6s + 8)/(s² + 6s + 9)t = 0.2 s
f(0.2) =
30.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 10y′ + 24y = u′ + 6u で表される(入力 u(t)、出力 y(t))。その伝達関数 G(s) = Y(s)/U(s)(初期条件はゼロ)を求め、t = 0.25 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.25) を求めよ。
y″ + 10y′ + 24y = u′ + 6ut = 0.25 s
g(0.25) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 38/(s + 5) を、センサのゲインが H = 0.2 の負帰還ループで制御する。 閉ループの時定数 τ を求めよ。
G(s) = 38/(s + 5)H = 0.2
τ = s
32.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 25 が、プラント G(s) = 4/(s + 8) を単位負帰還ループで駆動する。外乱 D はプラントの入力に加わる(コントローラの出力に加算される)。 大きさ 2 の基準ステップと大きさ 2 の外乱ステップを同時に加える。定常出力 css を求めよ。
K = 25G(s) = 4/(s + 8)D = 2R = 2
css =
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 30/(s² + 5s + 10) で、単位ステップ入力を受ける。 極は s = σ ± jωd である。その実部 σ を求めよ。
G(s) = 30/(s² + 5s + 10)
σ =
34.ステップ応答むずかしい
R = 45 Ω、L = 20 mH、C = 10 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 5 V のステップを加える。コンデンサは充電されておらず、ステップの前には電流は流れていない。 電圧の最初のピークの時刻 tp を ms で求めよ。
R = 45 ΩL = 20 mHC = 10 µFV = 5 V
tp = ms
35.ボード線図と余裕ふつう
図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 20 Ω の両端でとり、L = 5 mH、C = 2.2 µF である。 Q 値 Q を求めよ。
R = 20 ΩL = 5 mHC = 2.2 µF
Q =
36.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) = 60/(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) = 60/(s(s + 4))
ωc = rad/s
37.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8)) です。閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))
Kmax =
38.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
L(s) = K/(s(s + 2)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.4 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2))ζ = 0.4
K =
39.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 2)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 5t に定常偏差 0.1 で追従しなければなりません。ゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/(s(s + 2))r(t) = 5tess = 0.1
K =
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 4 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s(s + 2)) を制御しています。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 10/(s(s + 2))K = 4
%OS = %