1.抵抗の直列・並列ふつう
R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 9 VR1 = 5 ΩR2 = 2 ΩR3 = 20 ΩR4 = 6 Ω
IR2 = 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 = 10 VR1 = 12 ΩR2 = 30 ΩR3 = 5 ΩR4 = 2 ΩR5 = 3 ΩR6 = 5 Ω
IR2 = 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 = 6 VIs = 3 AR1 = 12 ΩR2 = 4 ΩR3 = 2 ΩR4 = 10 Ω
VB = V
4.節点解析むずかしい
節点解析を使って 矢印の向きに R1 を流れる電流 IR1 を求めよ。
V1 = 36 VIs = 2 AV2 = 30 VR1 = 2 ΩR2 = 25 ΩR3 = 20 ΩR4 = 4 ΩR5 = 3 Ω
IR1 = A
5.網目解析ふつう
網目解析を使って 図の極性での R2 の両端電圧 VR2 を求めよ。
V1 = 10 VV2 = 10 VR1 = 5 ΩR2 = 20 ΩR3 = 2 Ω
VR2 = 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 = 6 VV2 = 15 VR1 = 2 ΩR2 = 2 ΩR3 = 15 ΩR4 = 15 ΩR5 = 30 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 = 30 VR1 = 15 ΩR2 = 10 ΩR3 = 4 ΩR4 = 8 Ω
Is = A
8.重ね合わせの理むずかしい
R3 を流れる電流 IR3 を 0 にする電圧源 V2(極性は図のとおり)の値を求めよ。
V1 = 30 VIs = 2 AR1 = 20 ΩR2 = 4 ΩR3 = 30 ΩR4 = 15 Ω
V2 = V
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 = 8 ΩR2 = 20 ΩR3 = 15 Ω
IN = A
10.テブナン・ノートンむずかしい
端子 a–b から見たテブナン電圧 Vth を求めよ。
V1 = 15 VIs = 6 AR1 = 5 ΩR2 = 6 ΩR3 = 20 Ω
Vth = V
11.RC・RL 過渡現象ふつう
t = 0 でスイッチが閉じる前、コイルに電流は流れていない。 t = 1 ms でコイルに蓄えられているエネルギー W を mJ で求めよ。
Vs = 9 VR = 47 ΩL = 68 mHt = 1 ms
W = mJ
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 = 500 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 24 VR1 = 6.8 kΩR2 = 6.8 kΩC = 68 µFt = 500 ms
vC = V
13.交流インピーダンスとフェーザふつう
L = 50 mH の直列 RLC 回路を 1000 Hz で共振させなければならない。必要な静電容量 C を求めよ。
f0 = 1000 HzL = 50 mH
C = µF
14.交流インピーダンスとフェーザむずかしい
抵抗 R1 が、R2 とコンデンサ C の並列回路と直列に接続され、100 V(実効値)、200 Hz の電源に接続されている。 電流の実効値 I を求めよ。
V = 100 V (rms)f = 200 HzR1 = 10 ΩR2 = 80 ΩC = 10 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 0.6 で 28 kW を消費する。 線電流 I を求めよ。
P = 28 kWpf = 0.6V = 230 V
I = A
16.交流電力と力率むずかしい
単相負荷が 240 V、60 Hz の電源から遅れ力率 0.8 で 10 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 = 10 kWpf1 = 0.8pf2 = 0.9V = 240 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 30 kW の機械出力を出している。この負荷での効率は 90%、力率は遅れ 0.8 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 = 30 kWη = 90%cos φ = 0.8VL = 400 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 0.78 で 60 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 = 60 kWpf1 = 0.78pf2 = 0.92VL = 690 Vf = 60 Hz
Cph = µF
19.変圧器ふつう
出力抵抗 7200 Ω の増幅器が、理想変圧器を介して 50 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 7200 Ω に見えなければならない。巻数比 a = N₁/N₂ を求めよ。
Rs = 7200 ΩRL = 50 Ω
a =
20.変圧器むずかしい
単相 150 kVA の変圧器の鉄損は 600 W、定格負荷での銅損は 1800 W である。 効率が最大になる負荷 Sη,max を kVA で求めよ。
S = 150 kVAPcore = 600 WPcu,fl = 1800 W
Sη,max = kVA
21.オペアンプ回路ふつう
差動増幅器は ±15 V 電源の理想オペアンプを使い、R3 = R1、R4 = R2 である。 反転入力の電圧 V− を求めよ。
V1 = −0.5 VV2 = 2.6 VR1 = R3 = 47 kΩR2 = R4 = 100 kΩ
V− = V
22.オペアンプ回路むずかしい
積分器は ±15 V 電源の理想オペアンプを使い、出力は ±12 V で飽和する。t = 0 に一定の入力 Vin = −1.6 V が加えられたとき、コンデンサは充電されていない。 t = 0 からどれだけ後に出力は飽和に達するか。t を求めよ。
Vin = −1.6 VR = 4.7 kΩC = 4.7 µFVsat = ±12 V
t = ms
23.ダイオードとトランジスタふつう
β = 75 の NPN トランジスタが、電源 VCC = 10 V からベース抵抗 RB = 680 kΩ でバイアスされている。コレクタ抵抗は RC = 3.3 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 = 680 kΩRC = 3.3 kΩβ = 75VBE = 0.7 V
VCE = V
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 5 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 1000 Ω の抵抗と直列にして 9 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 = 9 VR = 1000 ΩV0 = 0.6 Vrd = 5 Ω
ID = mA
25.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −94 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 = −948 bit
U =
26.記数法むずかしい
非圧縮の画像が 256 × 256 ピクセル、1 ピクセルあたり 24 ビットです。必要なメモリ M は何 KiB(1 KiB = 1024 バイト)ですか?
256 × 256 px24 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, 10, 12)
- 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、7 回の立ち上がりクロックエッジで図の入力を受け取ります。Q は何回N状態を変えますか?
Q₀ = 0JK
N =
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = 50/(s(s + 3)(s + 5)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.3) を計算せよ。
F(s) = 50/(s(s + 3)(s + 5))t = 0.3 s
f(0.3) =
30.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 2y′ + 10y = 10u 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 = 0.4 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.4) を求めよ。
y″ + 2y′ + 10y = 10ut = 0.4 s
g(0.4) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 11/(s + 7) を、センサのゲインが H = 2 の負帰還ループで制御する。 閉ループの時定数 τ を求めよ。
G(s) = 11/(s + 7)H = 2
τ = s
32.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 7)) を単位負帰還ループに入れる。 安定な最大ゲインでは、ループは振動します。振動の周波数 ω を rad/s で求めよ。
G(s) = K/((s + 3)(s + 4)(s + 7))単位負帰還
ω = rad/s
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 15/(s² + s + 5) 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) = 15/(s² + s + 5)
%OS = %
34.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 35/(s(s + 2)) である。ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、閉ループのステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 35/(s(s + 2))
ts = s
35.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ローパスフィルタ は R = 3.3 kΩ, C = 100 nF です。1.9 kHz 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 = 3.3 kΩC = 100 nFf = 1.9 kHz
|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) = K/(s(s + 4)(s + 9)) である。 ゲイン余裕が 2 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 9))GM = 2 dB
K =
37.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6)) です。ゲインを上げていくと、閉ループが安定限界に達します。持続振動の周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 4)(s + 6))
ω = rad/s
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 + 5)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.8 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 5))ζ = 0.8
K =
39.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 5·t²/2 が、G(s) = 4(s + 5)/(s²(s + 2)) 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 + 5)/(s²(s + 2))r(t) = 5·t²/2
ess =
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 20 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s(s + 6)) 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) = 10/(s(s + 6))K = 20
ts = s