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 = 18 VR1 = 5 ΩR2 = 4 ΩR3 = 2 ΩR4 = 6 Ω
IR1 = A
2.抵抗の直列・並列むずかしい
R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 24 VR1 = 25 ΩR2 = 10 ΩR3 = 4 ΩR4 = 20 ΩR5 = 15 ΩR6 = 2 Ω
IR2 = A
3.節点解析ふつう
A と B の間の電圧源 Vₛ は + 端子が B にあるので、VB − VA = Vₛ となります。 スーパーノードを用いた節点解析で、矢印のとおり A から B へ電圧源を流れる電流 Ix を求めよ。
Is = 2.5 AVs = 12 VR1 = 2 ΩR2 = 8 Ω
Ix = 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 = 6 VIs = 4 AV2 = 6 VR1 = 8 ΩR2 = 3 ΩR3 = 4 ΩR4 = 10 ΩR5 = 4 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 R3 を流れる電流 IR3 を求めよ。
V1 = 30 VV2 = 6 VR1 = 10 ΩR2 = 5 ΩR3 = 15 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 = 12 VV2 = 9 VR1 = 30 ΩR2 = 30 ΩR3 = 15 ΩR4 = 8 ΩR5 = 20 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 矢印の向きに R1 を流れる電流 IR1 を求めよ。
V1 = 12 VIs = 2 AR1 = 5 ΩR2 = 15 ΩR3 = 12 ΩR4 = 10 Ω
IR1 = 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 R4 を流れる電流 IR4 を求めよ。
V1 = 6 VIs = 2 AV2 = 30 VR1 = 3 ΩR2 = 4 ΩR3 = 5 ΩR4 = 20 Ω
IR4 = A
9.テブナン・ノートンふつう
端子 a–b から見たテブナン電圧 Vth を求めよ。
V1 = 10 VR1 = 15 ΩR2 = 5 ΩR3 = 15 Ω
Vth = V
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 = 36 VIs = 1 AR1 = 15 ΩR2 = 20 ΩR3 = 2 ΩRL = 5 Ω
IL = A
11.RC・RL 過渡現象ふつう
コイルには 3 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。 t = 1 ms での R の両端電圧 vR を求めよ。
i(0) = 3 AR = 68 ΩL = 100 mHt = 1 ms
vR = V
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 5 V に充電されている。 vC が 9.2 V に達するまでの時間はいくらか。t を求めよ。
Vs = 12 VR = 1 kΩC = 68 µFvC(0) = 5 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 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 = 100 mHC = 2.2 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 50 V(実効値)、500 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 = 50 V (rms)f = 500 HzR = 80 ΩL = 200 mHC = 1 µF
VC = V
15.交流電力と力率ふつう
誘導性負荷が 230 V(実効値)の単相電源から 13 A と 2542 W を消費する。これを抵抗 R とリアクタンス X の直列回路としてモデル化する。 X を求めよ。
V = 230 VI = 13 AP = 2542 W
X = Ω
16.交流電力と力率むずかしい
200 kVA の単相変圧器が、遅れ力率 0.85 で 107 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 = 200 kVAP1 = 107 kWpf1 = 0.85
ΔP = kW
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 150 A を流している。力率は遅れ 0.9 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 = 150 Acos φ = 0.9
P = kW
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 0.65 で 200 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 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 = 200 kWpf1 = 0.65pf2 = 0.92VL = 690 Vf = 60 Hz
Cph = µF
19.変圧器ふつう
出力抵抗 1440 Ω の増幅器が、理想変圧器を介して 10 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 1440 Ω に見えなければならない。巻数比 a = N₁/N₂ を求めよ。
Rs = 1440 ΩRL = 10 Ω
a =
20.変圧器むずかしい
単相 500 kVA の変圧器の鉄損は 3000 W、定格負荷での銅損は 9000 W である。 この変圧器が定格 kVA の 75% 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 = 3000 WPcu,fl = 9000 Wx = 0.75pf = 0.85
Ploss = 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。 非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 = 22 kΩVsat = ±12 V
Vin,max = V
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 = −1.3 VV2 = 1.7 VR1 = 47 kΩR2 = 10 kΩRf = 22 kΩ
Vout = V
23.ダイオードとトランジスタふつう
β = 120 の NPN トランジスタが、電源 VCC = 15 V からベース抵抗 RB = 1000 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 = 1000 kΩRC = 1.5 kΩβ = 120VBE = 0.7 V
IC = mA
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
5.1 V のツェナーレギュレータに 330 Ω の直列抵抗があります。入力は 20 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 = 20 VVZ = 5.1 VR = 330 Ω
PZ,max = mW
25.記数法ふつう
−27 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 = −278 bit
U =
26.記数法むずかしい
ビットを 0011 0110 AND 0100 1101 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?
0011 0110AND0100 1101
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, 3, 6, 12) の最小の和積形(POS)を求めてください。和項(因数)N はいくつありますか?
F(A, B, C, D) = Σm(2, 3, 6, 12)
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
リングカウンタが 8 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 = 8
N =
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = (5s + 8)/(s² + 4s + 13) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.75) を計算せよ。
F(s) = (5s + 8)/(s² + 4s + 13)t = 0.75 s
f(0.75) =
30.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 7y′ + 6y = 12·u(t) に従い、y(0) = 5、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 10 を加える。ラプラス変換を用いて y(1.2) を求めよ。
y″ + 7y′ + 6y = 12·u(t)y(0) = 5y′(0) = 0u(t) = 10t = 1.2 s
y(1.2) =
31.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 7(s + 7)/((s + 6)(s + 8)) である。基準入力に大きさ 5 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 7(s + 7)/((s + 6)(s + 8))R = 5
ess =
32.ブロック線図むずかしい
G₁ = 16/(s + 2)、G₂ = 9/(s + 1)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 4、外側の負帰還 H₂ = 0.1 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 = 16/(s + 2)G₂ = 9/(s + 1)H₁ = 4H₂ = 0.1
T(0) =
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 88/(s² + 14s + 88) 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) = 88/(s² + 14s + 88)
σ =
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 + 10)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 20 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 10))%OS = 20 %
K =
35.ボード線図と余裕ふつう
ω = 3 rad/s における G(s) = 1615/((s + 5)(s + 19)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 1615/((s + 5)(s + 19))ω = 3 rad/s
|G(jω)| = 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) = K/(s(s + 4)(s + 8)) である。 ゲイン余裕が 6 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 8))GM = 6 dB
K =
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) = 90/(s(s + 1)(s + 5)) 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) = 90/(s(s + 1)(s + 5))
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 + 6)(s + 12)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 6)(s + 12))
K =
39.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 1 + 5t(ステップとランプの和)が、G(s) = 2/(s(s + 4)(s + 10)) 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 + 4)(s + 10))r(t) = 1 + 5t
ess =
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K 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。閉ループの減衰比を ζ = 0.8 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 10/(s(s + 2))ζ = 0.8
K =