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 = 3 ΩR2 = 8 ΩR3 = 6 ΩR4 = 15 Ω
IR1 = 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 = 6 VR1 = 3 ΩR2 = 5 ΩR3 = 20 ΩR4 = 15 ΩR5 = 2 ΩR6 = 4 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 3 を矢印の向きに上向きに節点 A へ流れる電流 I3 を求めよ。
V1 = 12 VR1 = 3 ΩV2 = 24 VR2 = 3 ΩV3 = 6 VR3 = 12 Ω
I3 = 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 R4 を流れる電流 IR4 を求めよ。
V1 = 5 VIs = 3 AV2 = 9 VR1 = 5 ΩR2 = 6 ΩR3 = 30 ΩR4 = 6 ΩR5 = 8 Ω
IR4 = A
5.網目解析ふつう
網目解析を使って 網目電流 I1(時計回り) を求めよ。
V1 = 18 VV2 = 24 VR1 = 15 ΩR2 = 15 ΩR3 = 8 Ω
I1 = 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 R5 を流れる電流 IR5 を求めよ。
V1 = 24 VV2 = 18 VR1 = 2 ΩR2 = 3 ΩR3 = 30 ΩR4 = 15 ΩR5 = 12 Ω
IR5 = 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 R4 の両端電圧 VR4 を求めよ。
V1 = 30 VIs = 3 AR1 = 20 ΩR2 = 12 ΩR3 = 20 ΩR4 = 15 Ω
VR4 = V
8.重ね合わせの理むずかしい
重ね合わせの理を使って、R2 が消費する電力 PR2 を求めよ。
V1 = 18 VIs = 0.5 AV2 = 12 VR1 = 15 ΩR2 = 2 ΩR3 = 30 ΩR4 = 15 Ω
PR2 = W
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 = 6 VR1 = 15 ΩR2 = 3 ΩR3 = 8 Ω
IN = A
10.テブナン・ノートンむずかしい
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 = 36 VIs = 1 AR1 = 6 ΩR2 = 4 ΩR3 = 4 Ω
IN = 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。 t = 200 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 9 VR1 = 3.3 kΩR2 = 2.2 kΩC = 68 µFt = 200 ms
vC = V
12.RC・RL 過渡現象むずかしい
スイッチは長い間閉じていたので、回路は定常状態にある。t = 0 にスイッチが開く。 t = 100 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 15 VR1 = 1 kΩR2 = 6.8 kΩC = 22 µFt = 100 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 24 V(実効値)、100 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 = 24 V (rms)f = 100 HzR = 50 ΩL = 250 mHC = 22 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)、500 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 = 500 HzR = 15 ΩL = 20 mHC = 22 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 0.75 で 26 kW を消費する。 モーターの無効電力 Q を求めよ。
P = 26 kWpf = 0.75V = 230 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 0.6 で 45 kW を消費する。並列にコンデンサをつないで力率を 0.95 に改善する。 新しい線電流 Inew を求めよ。
P = 45 kWpf1 = 0.6pf2 = 0.95V = 240 Vf = 50 Hz
Inew = A
17.三相電力ふつう
1 相あたりのインピーダンスが 12 + j5 Ω の平衡 Δ 結線負荷が、線間電圧 415 V の平衡三相電源に接続されている。 負荷が吸収する全有効電力 P を kW で求めよ。
VL = 415 VZ = 12 + j5 Ω 1 相あたり
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 0.65 で 300 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 0.9 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 = 300 kWpf1 = 0.65pf2 = 0.9VL = 415 Vf = 60 Hz
QC = kvar
19.変圧器ふつう
巻数比 N₁:N₂ = 10:1 の理想変圧器の一次巻線に 2300 V を加える。二次巻線に 12 Ω の抵抗を接続する。一次電流 I1 を求めよ。
N1:N2 = 10:1V1 = 2300 VRL = 12 Ω
I1 = A
20.変圧器むずかしい
単相 200 kVA の変圧器の鉄損は 1600 W、定格負荷での銅損は 3200 W である。 この変圧器が定格 kVA の 50% を遅れ力率 0.9 で供給している。この負荷での全損失 Ploss を W で求めよ。
S = 200 kVAPcore = 1600 WPcu,fl = 3200 Wx = 0.5pf = 0.9
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。 出力電圧 Vout を求めよ。
Vin = 1.4 VR1 = 47 kΩRf = 47 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。 全体の電圧利得 Av = Vout/Vin を求めよ。
R1 = 100 kΩRf1 = 100 kΩR2 = 100 kΩRf2 = 2 kΩ
Av =
23.ダイオードとトランジスタふつう
β = 150 の NPN トランジスタが、電源 VCC = 9 V からベース抵抗 RB = 330 kΩ でバイアスされている。コレクタ抵抗は RC = 1 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 = 9 VRB = 330 kΩRC = 1 kΩβ = 150VBE = 0.7 V
IC = mA
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
ダイオードを、0.6 V と 50 Ω の直列(0.6 V 以上で導通)としてモデル化します。これを 220 Ω の抵抗と直列にして 12 V の電源につなぎます。ダイオードの直線が負荷線と交わる動作電流 ID を求めなさい。
Vs = 12 VR = 220 ΩV0 = 0.6 Vrd = 50 Ω
ID = mA
25.記数法ふつう
−35 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 = −358 bit
U =
26.記数法むずかしい
非圧縮の画像が 1024 × 768 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?
1024 × 768 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(1, 2, 3, 5, 6, 8, 11, 14)
- 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
正エッジトリガの JK 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 = 0JK
- 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
- 7クロックエッジ 7
- 8クロックエッジ 8
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = 10/(s² + 14s + 48) である。その逆変換は f(t) = A·e−6t + B·e−8t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = 10/(s² + 14s + 48)
A =
30.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 6y′ + 5y = 25·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 1 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.2) を求めよ。
y″ + 6y′ + 5y = 25·u(t)u(t) = 1y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.2 s
y(0.2) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 5)) を単位負帰還ループに入れる。閉ループが臨界減衰(等しい 2 つの実数極)になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 5))単位負帰還
K =
32.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 6)) を単位負帰還ループに入れる。 ラウス・フルビッツの安定判別法を用いて、閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めよ。
G(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 6))単位負帰還
Kmax =
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 11/(s² + 2s + 11) で、単位ステップ入力を受ける。 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) = 11/(s² + 2s + 11)
ts = s
34.ステップ応答むずかしい
質量 m = 4 kg のおもりが、ばね定数 k = 100 N/m のばねと粘性ダンパ c = 12 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 = 50 N を突然加える。 減衰比 ζ を求めよ。
m = 4 kgk = 100 N/mc = 12 N·s/mF = 50 N
ζ =
35.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ハイパスフィルタ は R = 220 Ω, L = 2.2 mH です。8 kHz の正弦波入力が加えられます。 vin に対する vout の位相のずれ φ を度で求めよ。
R = 220 ΩL = 2.2 mHf = 8 kHz
φ = °
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) = 54/(s(s + 3)(s + 4)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 54/(s(s + 3)(s + 4))
ω180 = 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) = 2160/(s(s + 8)(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) = 2160/(s(s + 8)(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(s + 6)(s + 10)) の根軌跡は、s = 0 と s = −6 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 + 6)(s + 10))
sb =
39.定常偏差と PID 制御ふつう
単位フィードバックのループで G(s) = K/((s + 2)(s + 10)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 4 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 2)(s + 10))ess = 4 %
K =
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) = 1/(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) = 1/(s(s + 2))ζ = 0.8
K =