1.抵抗の直列・並列ふつう
R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 18 VR1 = 8 ΩR2 = 6 ΩR3 = 6 ΩR4 = 5 Ω
IR2 = A
2.抵抗の直列・並列むずかしい
電源 V1 から見た合成抵抗 Req を求めよ。
V1 = 9 VR1 = 12 ΩR2 = 30 ΩR3 = 6 ΩR4 = 6 ΩR5 = 30 ΩR6 = 25 Ω
Req = Ω
3.節点解析ふつう
図のように、節点 A と接地の間に 3 本の枝が接続されている。節点解析を使って、枝 2 を矢印の向きに上向きに節点 A へ流れる電流 I2 を求めよ。
V1 = 24 VR1 = 6 ΩV2 = 30 VR2 = 2 ΩR3 = 4 Ω
I2 = A
4.節点解析むずかしい
電流源を、A の節点電圧が VA = 15.5 V になるまで調整する。節点解析を使って電源電流 Is(向きは図のとおり)を求めよ。
V1 = 12 VR1 = 8 ΩR2 = 12 ΩR3 = 5 ΩR4 = 15 ΩVA = 15.5 V
Is = A
5.網目解析ふつう
網目解析を使って 矢印の向きに R3 を流れる電流 IR3 を求めよ。
V1 = 18 VV2 = 12 VR1 = 15 ΩR2 = 5 ΩR3 = 10 Ω
IR3 = A
6.網目解析むずかしい
網目解析を使って 網目電流 I2(時計回り) を求めよ。
V1 = 18 VV2 = 30 VR1 = 6 ΩR2 = 5 ΩR3 = 8 ΩR4 = 5 ΩR5 = 10 Ω
I2 = A
7.重ね合わせの理ふつう
重ね合わせの理を使って 図の極性での R2 の両端電圧 VR2 を求めよ。
V1 = 15 VIs = 4 AR1 = 10 ΩR2 = 4 ΩR3 = 10 ΩR4 = 2 Ω
VR2 = V
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 = 5 VIs = 2 AR1 = 8 ΩR2 = 3 ΩR3 = 5 ΩR4 = 3 Ω
V2 = V
9.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 = 12 VR1 = 4 ΩR2 = 2 ΩR3 = 12 Ω
IN = A
10.テブナン・ノートンむずかしい
a–b 間に負荷 RL = 8 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 = 10 VIs = 1 AR1 = 30 ΩR2 = 15 ΩR3 = 10 ΩRL = 8 Ω
PL = W
11.RC・RL 過渡現象ふつう
コイルには 1 A の定常電流が流れている。t = 0 にスイッチが R を通るループを閉じ、電源が切り離されるので、コイルの電流は R を通して減衰する。 電流が 0.5 A まで下がるのにどれだけかかるか。t を求めよ。
i(0) = 1 AR = 33 ΩL = 47 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 18 V に充電されている。 vC が 12.4 V に達するまでの時間はいくらか。t を求めよ。
Vs = 10 VR = 2.2 kΩC = 33 µFvC(0) = 18 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 10 V(実効値)、50 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 = 10 V (rms)f = 50 HzR = 40 ΩL = 250 mHC = 22 µF
φ = °
14.交流インピーダンスとフェーザむずかしい
直列 RLC 回路の R = 10 Ω、L = 5 mH、C = 0.22 µF である。 帯域幅 B(半電力周波数の間の帯域の幅)を Hz で求めよ。
R = 10 ΩL = 5 mHC = 0.22 µF
B = Hz
15.交流電力と力率ふつう
2 つの負荷が 240 V の単相電源に並列に接続されている:遅れ力率 0.65 の 21 kW の負荷と、遅れ力率 0.7 の 18 kW の負荷。 電源から流れる全電流 I を求めよ。
V = 240 VP1 = 21 kW, pf1 = 0.65 遅れP2 = 18 kW, pf2 = 0.7 遅れ
I = A
16.交流電力と力率むずかしい
単相負荷が 400 V、60 Hz の電源から、遅れ力率 0.7 で 25 kW を消費する。68 µF のコンデンサを負荷と並列に接続する。 新しい線電流 I を求めよ。
P = 25 kWpf1 = 0.7V = 400 Vf = 60 HzC = 68 µF
I = A
17.三相電力ふつう
三相誘導電動機が全負荷で 11 kW の機械出力を出している。この負荷での効率は 88%、力率は遅れ 0.84 である。電源の線間電圧は 400 V である。線電流 IL を求めよ。
Pout = 11 kWη = 88%cos φ = 0.84VL = 400 V
IL = A
18.三相電力むずかしい
平衡三相負荷が、400 V(線間)、50 Hz の電源から遅れ力率 0.7 で 75 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。 コンデンサは Y 結線である。各コンデンサの静電容量 Cph を µF で求めよ。
P = 75 kWpf1 = 0.7pf2 = 0.98VL = 400 Vf = 50 Hz
Cph = µF
19.変圧器ふつう
出力抵抗 128 Ω の増幅器が、理想変圧器を介して 8 Ω のスピーカーを駆動する。最大電力を伝えるには、増幅器から見てスピーカーが 128 Ω に見えなければならない。巻数比 a = N₁/N₂ を求めよ。
Rs = 128 ΩRL = 8 Ω
a =
20.変圧器むずかしい
単相 500 kVA の変圧器の鉄損は 2500 W、定格負荷での銅損は 7500 W である。 この変圧器が定格 kVA の 25% を遅れ力率 0.85 で供給している。この負荷での全損失 Ploss を W で求めよ。
S = 500 kVAPcore = 2500 WPcu,fl = 7500 Wx = 0.25pf = 0.85
Ploss = W
21.オペアンプ回路ふつう
この非反転増幅器の電圧利得を 5 にする帰還抵抗 Rf を選べ。
R1 = 47 kΩAv = 5
Rf = kΩ
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 = 0.25 V である。出力電圧 Vout を求めよ。
R1 = 10 kΩRf1 = 100 kΩR2 = 4.7 kΩRf2 = 4.7 kΩVin = 0.25 V
Vout = V
23.ダイオードとトランジスタふつう
6.2 V のツェナーレギュレータに 470 Ω を通して 15 V を加え、470 Ω の負荷に供給します。ツェナー電流 IZ を求めなさい。
Vin = 15 VVZ = 6.2 VR = 470 ΩRL = 470 Ω
IZ = mA
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
5.6 V のツェナーレギュレータに 100 Ω の直列抵抗があります。入力は 27 V まで上がることがあり、負荷が外れることもあります。ツェナーが消費しなければならない最大電力 PZ,max を求めなさい。
Vin,max = 27 VVZ = 5.6 VR = 100 Ω
PZ,max = mW
25.記数法ふつう
−38 を 8 ビットの 2 の補数パターンで表しなさい。そのパターンを符号なし 2 進数として読むと、10 進数での値 U はいくつですか?
N = −388 bit
U =
26.記数法むずかしい
あるシステムで、4399 個の項目それぞれに同じ長さの固有の 2 進コードを割り当てます。必要なビット数 b は最小でいくつですか?
4399
b = bit
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(1, 2, 7) 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(1, 2, 7)
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
4 ビットのジョンソンカウンタ Q₃Q₂Q₁Q₀ は 0000 から始まります。クロックエッジごとにビットは 1 つ右へシフトし(Q₃ → Q₂ → Q₁ → Q₀)、Q₃ には Q₀ の反転が入ります。11 クロックエッジのあとの状態 Q = Q₃Q₂Q₁Q₀ を 10 進数で答えてください。
Q₃Q₂Q₁Q₀ = 000011
Q =
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = (4s + 15)/(s² + 4s + 4) の f(t) を求め、f(0.4) を計算せよ。
F(s) = (4s + 15)/(s² + 4s + 4)t = 0.4 s
f(0.4) =
30.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 4y′ + 3y = 3·u(t) に従う。系は静止状態(y(0) = 0、y′(0) = 0)から始まり、入力は t ≥ 0 で大きさ 10 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.75) を求めよ。
y″ + 4y′ + 3y = 3·u(t)u(t) = 10y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.75 s
y(0.75) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 7/(s + 4) には、ゲイン H₁ = 0.5 の内側(マイナー)の負帰還ループがある。コントローラのゲイン K = 15 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの極 p を求めよ。
G(s) = 7/(s + 4)H₁ = 0.5K = 15
p =
32.ブロック線図むずかしい
G₁ = 14/(s + 2)、G₂ = 2/(s + 8)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 4、外側の負帰還 H₂ = 0.2 のブロック線図を簡単にせよ。C(s)/R(s) の直流ゲイン T(0) を求めよ。
G₁ = 14/(s + 2)G₂ = 2/(s + 8)H₁ = 4H₂ = 0.2
T(0) =
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 140/(s² + 9s + 70) で、単位ステップ入力を受ける。 固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
G(s) = 140/(s² + 9s + 70)
ωn = rad/s
34.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 285/(s(s + 4)) である。ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、閉ループのステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 285/(s(s + 4))
ts = s
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 = 100 Ω の両端でとり、L = 50 mH、C = 0.22 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 100 ΩL = 50 mHC = 0.22 µF
BW = Hz
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) = 7/(s(s + 5)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 7/(s(s + 5))
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 + 6)(s + 10)) 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 + 6)(s + 10))
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 + 8)(s² + 8s + 25)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 8)(s² + 8s + 25))
θd = °
39.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 1t が、G(s) = 2/(s(s + 5)) の単位フィードバックのループに加えられます。定常偏差 ess を求めなさい。
G(s) = 2/(s(s + 5))r(t) = 1t
ess =
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 25 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 4)) 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) = 4/(s(s + 4))K = 25
%OS = %