1.抵抗の直列・並列ふつう
R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 30 VR1 = 3 ΩR2 = 6 ΩR3 = 20 ΩR4 = 20 Ω
IR2 = 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 = 5 VR1 = 8 ΩR2 = 3 ΩR3 = 25 ΩR4 = 4 ΩR5 = 5 ΩR6 = 30 Ω
IR1 = A
3.節点解析ふつう
節点解析を使って 節点電圧 VB(接地基準) を求めよ。
V1 = 15 VIs = 4 AR1 = 3 ΩR2 = 8 ΩR3 = 6 ΩR4 = 20 Ω
VB = V
4.節点解析むずかしい
節点解析を使って 節点電圧 VA(接地基準) を求めよ。
V1 = 18 VIs = 2 AV2 = 36 VR1 = 8 ΩR2 = 12 ΩR3 = 2 ΩR4 = 4 ΩR5 = 10 Ω
VA = V
5.網目解析ふつう
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 = 12 VV2 = 18 VR1 = 6 ΩR2 = 5 ΩR3 = 20 Ω
VR3 = V
6.網目解析むずかしい
網目解析を使って 網目電流 I3(時計回り) を求めよ。
V1 = 12 VV2 = 5 VR1 = 30 ΩR2 = 5 ΩR3 = 10 ΩR4 = 3 ΩR5 = 5 Ω
I3 = A
7.重ね合わせの理ふつう
R3 を流れる電流 IR3 を 0 にする電流源 Is(向きは図のとおり)の値を求めよ。
V1 = 12 VR1 = 12 ΩR2 = 20 ΩR3 = 15 ΩR4 = 2 Ω
Is = 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 矢印の向きに R3 を流れる電流 IR3 を求めよ。
V1 = 30 VIs = 3 AV2 = 6 VR1 = 30 ΩR2 = 5 ΩR3 = 15 ΩR4 = 20 Ω
IR3 = A
9.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 = 6 VR1 = 3 ΩR2 = 8 ΩR3 = 15 Ω
Rth = Ω
10.テブナン・ノートンむずかしい
a–b 間に負荷 RL = 5 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 = 10 VIs = 5 AR1 = 25 ΩR2 = 25 ΩR3 = 6 ΩRL = 5 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 = 1 kΩR2 = 4.7 kΩC = 68 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。 t = 250 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 12 VR = 6.8 kΩC = 47 µFvC(0) = 3 Vt = 250 ms
vC = V
13.交流インピーダンスとフェーザふつう
直列 RLC 回路を 12 V(実効値)、500 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 = 12 V (rms)f = 500 HzR = 80 ΩL = 200 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 回路を 24 V(実効値)、1000 Hz の電源に接続する。 コンデンサの両端電圧の実効値 VC を求めよ。
V = 24 V (rms)f = 1000 HzR = 80 ΩL = 50 mHC = 4.7 µF
VC = V
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 0.6 で 33 kW を消費する。 モーターの無効電力 Q を求めよ。
P = 33 kWpf = 0.6V = 240 V
Q = kvar
16.交流電力と力率むずかしい
単相負荷が 240 V、50 Hz の電源から遅れ力率 0.8 で 20 kW を消費する。並列にコンデンサをつないで力率を 0.98 に改善する。 必要な静電容量 C を求めよ。
P = 20 kWpf1 = 0.8pf2 = 0.98V = 240 Vf = 50 Hz
C = µF
17.三相電力ふつう
平衡三相負荷が、線間電圧 400 V の電源から線電流 30 A を流している。力率は遅れ 0.82 である。負荷が消費する全有効電力 P を kW で求めよ。
VL = 400 VIL = 30 Acos φ = 0.82
P = kW
18.三相電力むずかしい
平衡三相負荷が、415 V(線間)、60 Hz の電源から遅れ力率 0.72 で 80 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 0.95 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 = 80 kWpf1 = 0.72pf2 = 0.95VL = 415 Vf = 60 Hz
Cph = µF
19.変圧器ふつう
巻数比 N₁:N₂ = 2:1 の理想変圧器の一次巻線に 460 V を加える。二次巻線に 24 Ω の抵抗を接続する。一次電流 I1 を求めよ。
N1:N2 = 2:1V1 = 460 VRL = 24 Ω
I1 = A
20.変圧器むずかしい
単相 50 kVA の変圧器の鉄損は 150 W である。 定格負荷、遅れ力率 0.8 での効率は 98.8% である。全負荷銅損 Pcu,fl を W で求めよ。
S = 50 kVAPcore = 150 Wpf = 0.8η = 98.8%
Pcu,fl = W
21.オペアンプ回路ふつう
オペアンプは理想的で、±15 V 電源で動作する。出力は ±12 V で飽和する。 反転増幅器を正弦波で駆動する。出力がクリップしない最大の入力振幅 Vin,max(最大値)を求めよ。
R1 = 2 kΩRf = 10 kΩVsat = ±12 V
Vin,max = 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 = −0.3 V である。出力電圧 Vout を求めよ。
R1 = 10 kΩRf1 = 47 kΩR2 = 100 kΩRf2 = 2 kΩVin = −0.3 V
Vout = V
23.ダイオードとトランジスタふつう
β = 100 の NPN トランジスタが、VCC = 18 V から分圧バイアスされている:VCC とベースの間に R₁ = 47 kΩ、ベースと接地の間に R₂ = 6.8 kΩ。コレクタ抵抗は RC = 4.7 kΩ、エミッタ抵抗は RE = 680 Ω である。VBE = 0.7 V とし、分圧回路のテブナン等価回路を用いよ(ベース電流は無視しない)。 コレクタ–エミッタ間電圧 VCE を求めよ。
VCC = 18 VR1 = 47 kΩR2 = 6.8 kΩRC = 4.7 kΩRE = 680 Ωβ = 100
VCE = V
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
β = 80 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 680 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 = 4.7 kΩ を通して駆動される。VBE = 0.7 V、VCE(sat) = 0.2 V とする。 入力がハイのときのコレクタ電流 IC を mA で求めよ。まずトランジスタが飽和しているかどうかを判断せよ。
VCC = 9 VRC = 680 Ωβ = 80Vin = 5 VVBE = 0.7 VVCE(sat) = 0.2 VRB = 4.7 kΩ
IC = mA
25.記数法ふつう
−94 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 = −948 bit
U =
26.記数法むずかしい
非圧縮の画像が 800 × 600 ピクセル、1 ピクセルあたり 8 ビットです。必要なメモリ M は何 KiB(1 KiB = 1024 バイト)ですか?
800 × 600 px8 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
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
このカルノー図には、隣り合う 1 をもたない 1 がちょうど 1 つあり、最小の SOP 形では 1 セルのグループ(4 リテラルの完全な最小項)のままです。図の端をまたぐ隣接も数えます。そのセルをクリックしてください。
F = Σm(2, 4, 6, 7, 9, 15)
- 1AB = 00, CD = 00
- 2AB = 00, CD = 01
- 3AB = 00, CD = 11
- 4AB = 00, CD = 10
- 5AB = 01, CD = 00
- 6AB = 01, CD = 01
- 7AB = 01, CD = 11
- 8AB = 01, CD = 10
- 9AB = 11, CD = 00
- 10AB = 11, CD = 01
- 11AB = 11, CD = 11
- 12AB = 11, CD = 10
- 13AB = 10, CD = 00
- 14AB = 10, CD = 01
- 15AB = 10, CD = 11
- 16AB = 10, CD = 10
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
リングカウンタが 3 個の D フリップフロップでつくられ、最後の出力が最初の入力に戻されていて、1 つだけの 1 から始まります。いくつの異なる状態 N を通りますか?
n = 3
N =
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = (3s + 37)/(s² + 8s + 16) の f(t) を求め、f(0.4) を計算せよ。
F(s) = (3s + 37)/(s² + 8s + 16)t = 0.4 s
f(0.4) =
30.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 5y′ + 4y = 8·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 2 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.3) を求めよ。
y″ + 5y′ + 4y = 8·u(t)u(t) = 2y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.3 s
y(0.3) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 10/(s + 7) 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 = 16 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの直流ゲイン T(0) を求めよ。
G(s) = 10/(s + 7)H₁ = 0.5K = 16
T(0) =
32.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 32/(s(s + 5)) を、センサのゲイン H = 0.5 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) = 32/(s(s + 5))H = 0.5
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 + 11s + 93) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 93/(s² + 11s + 93)
%OS = %
34.ステップ応答むずかしい
質量 m = 10 kg のおもりが、ばね定数 k = 400 N/m のばねと粘性ダンパ c = 76 N·s/m にぶら下がっている(m·x″ + c·x′ + k·x = F)。平衡状態で静止しているところに、一定の力 F = 5 N を突然加える。 減衰比 ζ を求めよ。
m = 10 kgk = 400 N/mc = 76 N·s/mF = 5 N
ζ =
35.ボード線図と余裕ふつう
ω = 8 rad/s における G(s) = 26(s + 10)/(s(s + 11)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 26(s + 10)/(s(s + 11))ω = 8 rad/s
∠G(jω) = °
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) = 42/(s(s + 4)(s + 6)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 42/(s(s + 4)(s + 6))
GM = dB
37.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 8)/(s(s + 1)(s + 4))、K > 0 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 + 8)/(s(s + 1)(s + 4))
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)(s + 8)) の根軌跡は、s = 0 と s = −2 の間で実軸から離れます。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 8))
sb =
39.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 4)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 2t 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 + 4))r(t) = 2tess = 0.1
K =
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 50 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 10)) を制御しています。 ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、ステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 1/(s(s + 10))K = 50
ts = s