1.抵抗の直列・並列ふつう
電源 V1 から見た合成抵抗 Req を求めよ。
V1 = 18 VR1 = 12 ΩR2 = 15 ΩR3 = 12 ΩR4 = 10 Ω
Req = Ω
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 = 5 VR1 = 10 ΩR2 = 5 ΩR3 = 10 ΩR4 = 2 ΩR5 = 10 ΩR6 = 10 Ω
Req = Ω
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 = 9 VIs = 2.5 AR1 = 12 ΩR2 = 10 ΩR3 = 20 ΩR4 = 12 Ω
IR3 = A
4.節点解析むずかしい
節点解析を使って 節点電圧 VB(接地基準) を求めよ。
V1 = 15 VIs = 6 AV2 = 15 VR1 = 30 ΩR2 = 30 ΩR3 = 15 ΩR4 = 15 ΩR5 = 20 Ω
VB = V
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 = 12 VR1 = 6 ΩR2 = 8 ΩR3 = 15 Ω
IR2 = 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 R4 を流れる電流 IR4 を求めよ。
V1 = 12 VV2 = 5 VR1 = 12 ΩR2 = 20 ΩR3 = 4 ΩR4 = 12 ΩR5 = 8 Ω
IR4 = 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 = 30 VR1 = 10 ΩR2 = 20 ΩR3 = 5 ΩR4 = 8 Ω
Is = A
8.重ね合わせの理むずかしい
線形抵抗回路に 3 つの独立電源 V1、V2、Is がある。負荷を流れる電流 I を 3 回測定した。すべての電源が通常の値のとき I = 7.5 mA。V1 を 2 倍にし、他の 2 つはそのままのとき I = 16.5 mA。Is の向きを逆にし、他の 2 つはそのままのとき I = 17.5 mA。V2 を止め、V1 と Is が通常の値のときの負荷電流 I を求めよ。
通常: I = 7.5 mA2·V1: I = 16.5 mA−Is: I = 17.5 mA
I = mA
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 = 9 VR1 = 8 ΩR2 = 5 ΩR3 = 15 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。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 = 12 ΩR2 = 6 ΩR3 = 10 ΩRL = 8 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。 t = 30 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 6 VR1 = 1 kΩR2 = 10 kΩC = 68 µFt = 30 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 = 250 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 15 VR1 = 1 kΩR2 = 4.7 kΩC = 47 µFt = 250 ms
vC = V
13.交流インピーダンスとフェーザふつう
C = 4.7 µF の直列 RLC 回路を 200 Hz で共振させなければならない。必要なインダクタンス L を求めよ。
f0 = 200 HzC = 4.7 µF
L = mH
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 230 V(実効値)、60 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 = 230 V (rms)f = 60 HzR = 60 ΩL = 200 mHC = 2.2 µF
VC = V
15.交流電力と力率ふつう
2 つの負荷が 400 V の単相電源に並列に接続されている:遅れ力率 0.7 の 10 kW の負荷と、22 kW のヒーター(力率 1)。 電源から流れる全電流 I を求めよ。
V = 400 VP1 = 10 kW, pf1 = 0.7 遅れP2 = 22 kW, pf2 = 1
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 0.8 で 15 kW を消費する。並列にコンデンサをつないで力率を 0.9 に改善する。 必要な静電容量 C を求めよ。
P = 15 kWpf1 = 0.8pf2 = 0.9V = 400 Vf = 60 Hz
C = µF
17.三相電力ふつう
三相誘導電動機が全負荷で 45 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 0.85 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 = 45 kWη = 88%cos φ = 0.85VL = 400 V
IL = A
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 0.8 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 0.92 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 = 300 kWpf1 = 0.8pf2 = 0.92VL = 415 Vf = 60 Hz
Cph = µF
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 1200 V を加える。二次巻線に 20 Ω の抵抗を接続する。一次電流 I1 を求めよ。
N1:N2 = 10:1V1 = 1200 VRL = 20 Ω
I1 = A
20.変圧器むずかしい
単相 200 kVA の変圧器の鉄損は 800 W である。 定格負荷、遅れ力率 0.85 での効率は 96% である。全負荷銅損 Pcu,fl を W で求めよ。
S = 200 kVAPcore = 800 Wpf = 0.85η = 96%
Pcu,fl = 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 6 にする帰還抵抗 Rf を選べ。
R1 = 100 kΩAv = 6
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 = −0.6 VV2 = 1.2 VR1 = 100 kΩR2 = 4.7 kΩRf = 47 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、VCC = 12 V から分圧バイアスされている:VCC とベースの間に R₁ = 82 kΩ、ベースと接地の間に R₂ = 12 kΩ。コレクタ抵抗は RC = 3.3 kΩ、エミッタ抵抗は RE = 1.2 kΩ 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 = 12 VR1 = 82 kΩR2 = 12 kΩRC = 3.3 kΩRE = 1.2 kΩβ = 120
VCE = V
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が、負荷に最大 25 mA を供給しなければなりません。入力は 12 V まで下がることがあり、ツェナーが安定化するには少なくとも 5 mA が必要です。安定化を保てる最大の直列抵抗 Rmax を求めなさい。
Vin,min = 12 VVZ = 5.6 VIL,max = 25 mAIZ,min = 5 mA
Rmax = Ω
25.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −3 を格納するようにビットを設定します。符号なしの数として読むと、このパターンの値 U はいくつですか?
N = −38 bit
U =
26.記数法むずかしい
ビットを 1111 0011 XOR 0110 1011 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 0011XOR0110 1011
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
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(4, 7, 12, 13)
- 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
3 ビット 2 進ダウンカウンタ は 7(10 進数、Q = 111)から始まります。29 クロックパルスのあとの計数値 Q(10 進数)はいくつですか?
Q0 = 729n = 3
Q =
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = 30/(s(s + 3)(s + 6)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.25) を計算せよ。
F(s) = 30/(s(s + 3)(s + 6))t = 0.25 s
f(0.25) =
30.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 2y′ + 2y = 2u′ + u で表される(入力 u(t)、出力 y(t))。その伝達関数 G(s) = Y(s)/U(s)(初期条件はゼロ)を求め、t = 0.25 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.25) を求めよ。
y″ + 2y′ + 2y = 2u′ + ut = 0.25 s
g(0.25) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 7)(s + 10)) 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 + 7)(s + 10))単位負帰還
K =
32.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 30/(s(s + 4)) 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。 その実部 σ を求めよ。
G(s) = 30/(s(s + 4))H = 2
σ =
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 90/(s² + 14s + 90) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 90/(s² + 14s + 90)
ζ =
34.ステップ応答むずかしい
R = 28 Ω、L = 10 mH、C = 2 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 12 V のステップを加える。コンデンサは充電されておらず、ステップの前には電流は流れていない。 減衰のない固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
R = 28 ΩL = 10 mHC = 2 µFV = 12 V
ωn = rad/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 = 20 Ω の両端でとり、L = 50 mH、C = 0.47 µF である。 Q 値 Q を求めよ。
R = 20 ΩL = 50 mHC = 0.47 µF
Q =
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) = 962/(s(s + 9)(s + 10)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 962/(s(s + 9)(s + 10))
ω180 = rad/s
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 + 1)(s + 5)(s + 6))、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 + 1)(s + 5)(s + 6))
Kmax =
38.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
ループ L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)) について、閉ループ極を s = −2.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))s = −2.5
K =
39.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 5/(2s + 1) を、比例ゲイン K = 2 で単位フィードバックのループにより制御します。ステップ入力に対する定常偏差 ess を、ステップの大きさに対する百分率で求めなさい。
G(s) = 5/(2s + 1)K = 2
ess = %
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 2 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 5)) 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) = 5/(s(s + 5))K = 2
%OS = %