1.抵抗の直列・並列ふつう
電源が供給し R1 を流れる電流 IR1 を求めよ。
V1 = 9 VR1 = 10 ΩR2 = 6 ΩR3 = 10 ΩR4 = 6 Ω
IR1 = A
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 = 18 VR1 = 20 ΩR2 = 15 ΩR3 = 8 ΩR4 = 20 ΩR5 = 8 ΩR6 = 4 Ω
IR1 = A
3.節点解析ふつう
節点解析を使って 矢印の向きに R3 を流れる電流 IR3 を求めよ。
V1 = 24 VIs = 1 AR1 = 10 ΩR2 = 20 ΩR3 = 15 ΩR4 = 4 Ω
IR3 = A
4.節点解析むずかしい
節点解析を使って 矢印の向きに R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 9 VIs = 5 AV2 = 6 VR1 = 10 ΩR2 = 20 ΩR3 = 2 ΩR4 = 25 ΩR5 = 15 Ω
IR2 = A
5.網目解析ふつう
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 = 12 VV2 = 10 VR1 = 3 ΩR2 = 2 ΩR3 = 8 Ω
IR2 = A
6.網目解析むずかしい
網目解析を使って 図の極性での R3 の両端電圧 VR3 を求めよ。
V1 = 9 VV2 = 10 VR1 = 15 ΩR2 = 12 ΩR3 = 8 ΩR4 = 3 ΩR5 = 5 Ω
VR3 = V
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 R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 18 VIs = 2.5 AR1 = 5 ΩR2 = 12 ΩR3 = 2 ΩR4 = 8 Ω
IR2 = A
8.重ね合わせの理むずかしい
重ね合わせの理を使って 図の極性での R3 の両端電圧 VR3 を求めよ。
V1 = 15 VIs = 6 AV2 = 30 VR1 = 6 ΩR2 = 6 ΩR3 = 25 ΩR4 = 20 Ω
VR3 = V
9.テブナン・ノートンふつう
端子 a–b から見たテブナン電圧 Vth を求めよ。
V1 = 15 VR1 = 6 ΩR2 = 20 ΩR3 = 8 Ω
Vth = V
10.テブナン・ノートンむずかしい
a–b 間に負荷 RL = 2 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 = 24 VIs = 1 AR1 = 5 ΩR2 = 25 ΩR3 = 3 ΩRL = 2 Ω
PL = W
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 = 9 VR1 = 1 kΩR2 = 6.8 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 19.5 V に達するまでの時間はいくらか。t を求めよ。
Vs = 9 VR = 4.7 kΩC = 10 µFvC(0) = 30 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 230 V(実効値)、60 Hz の電源に接続する。 電源から供給される有効電力 P を求めよ。
V = 230 V (rms)f = 60 HzR = 60 ΩL = 250 mHC = 47 µF
P = W
14.交流インピーダンスとフェーザむずかしい
直列 RLC 回路を 50 V(実効値)、100 Hz の電源に接続する。 電流の実効値 I を求めよ。
V = 50 V (rms)f = 100 HzR = 25 ΩL = 50 mHC = 100 µF
I = A
15.交流電力と力率ふつう
単相モーターが 240 V の電源から、遅れ力率 0.7 で 13 kW を消費する。 線電流 I を求めよ。
P = 13 kWpf = 0.7V = 240 V
I = A
16.交流電力と力率むずかしい
120 V(実効値)、1000 Hz の電源の内部インピーダンスは Zs = 10 + j30 Ω である。負荷インピーダンス ZL は自由に選べる。 最大電力を得る負荷を、抵抗とコンデンサの直列回路でつくる。静電容量 C を求めよ。
Vs = 120 V (rms)f = 1000 HzZs = 10 + j30 Ω
C = µF
17.三相電力ふつう
三相誘導電動機が全負荷で 90 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 0.8 である。電源の線間電圧は 415 V である。線電流 IL を求めよ。
Pout = 90 kWη = 88%cos φ = 0.8VL = 415 V
IL = A
18.三相電力むずかしい
平衡三相負荷が、690 V(線間)、60 Hz の電源から遅れ力率 0.8 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 0.92 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 = 75 kWpf1 = 0.8pf2 = 0.92VL = 690 Vf = 60 Hz
Cph = µF
19.変圧器ふつう
出力抵抗 100 Ω の増幅器が、理想変圧器を介して 4 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 100 Ω に見えなければならない。巻数比 a = N₁/N₂ を求めよ。
Rs = 100 ΩRL = 4 Ω
a =
20.変圧器むずかしい
単相 100 kVA の変圧器の鉄損は 600 W、定格負荷での銅損は 1200 W である。 効率が最大になる負荷 Sη,max を kVA で求めよ。
S = 100 kVAPcore = 600 WPcu,fl = 1200 W
Sη,max = kVA
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 20 にする帰還抵抗 Rf を選べ。
R1 = 22 kΩAv = 20
Rf = kΩ
22.オペアンプ回路むずかしい
加算増幅器は ±15 V 電源の理想オペアンプを使う。 出力電圧 Vout を求めよ。
V1 = −0.2 VV2 = −2 VR1 = 1 kΩR2 = 47 kΩRf = 10 kΩ
Vout = V
23.ダイオードとトランジスタふつう
β = 80 の NPN トランジスタが、電源 VCC = 10 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 = 2.2 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–エミッタ間電圧 VCE を求めよ。
VCC = 10 VRB = 390 kΩRC = 2.2 kΩβ = 80VBE = 0.7 V
VCE = V
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
β = 200 の NPN トランジスタが、VCC = 9 V とコレクタの間に接続された 470 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 3.3 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 10 倍に設計する。RB を kΩ で求めよ。
VCC = 9 VRC = 470 Ωβ = 200Vin = 3.3 VVBE = 0.7 VVCE(sat) = 0.2 Vオーバードライブ係数 = 10
RB = kΩ
25.記数法ふつう
8 ビットのパターン 1100 0010 は、符号付き整数を 2 の補数で表しています。10 進数での値 N はいくつですか?
1100 00108 bit
N =
26.記数法むずかしい
ビットを 1111 0010 OR 0010 1100 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?
1111 0010OR0010 1100
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, D) = Σm(2, 4, 5, 6, 8, 10, 13) 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, D) = Σm(2, 4, 5, 6, 8, 10, 13)
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
mod-5 カウンタは 5 個の異なる状態を数え上げなければなりません。必要なフリップフロップの最小個数 n はいくつですか?
N = 5
n =
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = (2s + 23)/(s² + 2s + 17) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.2) を計算せよ。
F(s) = (2s + 23)/(s² + 2s + 17)t = 0.2 s
f(0.2) =
30.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = −10、y′(0) = 4 の条件で y″ + 5y′ + 4y = 0 を解き、y(0.75) を求めよ。
y″ + 5y′ + 4y = 0y(0) = −10y′(0) = 4t = 0.75 s
y(0.75) =
31.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 44/(s(s + 1)) である。基準入力はランプ r(t) = 2·t である。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 44/(s(s + 1))r(t) = 2·t
ess =
32.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 36/(s(s + 8)) を、センサのゲイン H = 2 の負帰還ループに入れる。閉ループの極は複素数である。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 36/(s(s + 8))H = 2
ωd = rad/s
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 93/(s² + 14s + 93) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 93/(s² + 14s + 93)
ζ =
34.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = K/(s(s + 6)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 2 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 6))%OS = 2 %
K =
35.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ハイパスフィルタ は R = 2.2 kΩ, C = 22 nF です。660 Hz 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 = 2.2 kΩC = 22 nFf = 660 Hz
|H| = dB
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) = 600/(s(s + 20)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 600/(s(s + 20))
ωc = rad/s
37.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは負帰還で、L(s) = 585/(s(s + 3)(s + 10)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 585/(s(s + 3)(s + 10))
N =
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)/(s(s + 1)) の根軌跡は、s = 0 と s = −1 の間で実軸から離れ、円を描いて零点の左側で再び実軸に戻ります。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K(s + 8)/(s(s + 1))
sb =
39.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 0.5t が、G(s) = 4/(s(s + 1)) 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) = 4/(s(s + 1))r(t) = 0.5t
ess =
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = Kp + Ki/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s + 5) を制御しています。閉ループは ωₙ = 8 rad/s、ζ = 1 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 4/(s + 5)ωₙ = 8 rad/sζ = 1
Ki =