1.抵抗の直列・並列ふつう
R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 18 VR1 = 2 ΩR2 = 3 ΩR3 = 6 ΩR4 = 2 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 = 9 VR1 = 10 ΩR2 = 3 ΩR3 = 25 ΩR4 = 4 ΩR5 = 8 ΩR6 = 25 Ω
IR2 = A
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 1 を矢印の向きに上向きに節点 A へ流れる電流 I1 を求めよ。
V1 = 18 VR1 = 4 ΩV2 = 24 VR2 = 6 ΩV3 = 18 VR3 = 15 Ω
I1 = 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 R1 を流れる電流 IR1 を求めよ。
V1 = 6 VIs = 1.5 AV2 = 5 VR1 = 10 ΩR2 = 5 ΩR3 = 20 ΩR4 = 12 ΩR5 = 5 Ω
IR1 = A
5.網目解析ふつう
網目解析を使って 網目電流 I2(時計回り) を求めよ。
V1 = 10 VV2 = 9 VR1 = 2 ΩR2 = 8 ΩR3 = 3 Ω
I2 = A
6.網目解析むずかしい
網目解析を使って 図の極性での R4 の両端電圧 VR4 を求めよ。
V1 = 36 VV2 = 5 VR1 = 8 ΩR2 = 30 ΩR3 = 2 ΩR4 = 25 ΩR5 = 6 Ω
VR4 = V
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 R3 を流れる電流 IR3 を求めよ。
V1 = 30 VIs = 2 AR1 = 2 ΩR2 = 6 ΩR3 = 12 ΩR4 = 8 Ω
IR3 = 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、R3 が消費する電力 PR3 を求めよ。
V1 = 24 VIs = 3 AV2 = 36 VR1 = 15 ΩR2 = 30 ΩR3 = 20 ΩR4 = 4 Ω
PR3 = 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 = 9 VR1 = 12 ΩR2 = 10 ΩR3 = 6 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 = 9 VIs = 6 AR1 = 6 ΩR2 = 5 ΩR3 = 12 Ω
Vth = V
11.RC・RL 過渡現象ふつう
コイルには 2 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 における電流 i を求めよ。
i(0) = 2 AR = 68 ΩL = 22 mHt = 1 ms
i = A
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 24 V に充電されている。 vC が 18 V に達するまでの時間はいくらか。t を求めよ。
Vs = 9 VR = 10 kΩC = 33 µFvC(0) = 24 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 120 V(実効値)、500 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 = 120 V (rms)f = 500 HzR = 10 ΩL = 20 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
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、230 V(実効値)、100 Hz の電源に接続されている。 インピーダンスの大きさ |Z| を求めよ。
V = 230 V (rms)f = 100 HzR1 = 10 ΩR2 = 40 ΩC = 22 µF
|Z| = Ω
15.交流電力と力率ふつう
インピーダンス Z = 5 + j12 Ω の負荷が 120 V(実効値)の単相電源に接続されている。 負荷が消費する有効電力 P を求めよ。
V = 120 VZ = 5 + j12 Ω
P = W
16.交流電力と力率むずかしい
単相負荷が 230 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 0.98 に改善する。 コンデンサが供給すべき無効電力 QC を求めよ。
P = 10 kWpf1 = 0.8pf2 = 0.98V = 230 Vf = 60 Hz
QC = kvar
17.三相電力ふつう
三相誘導電動機が全負荷で 22 kW の機械出力を出している。この負荷での効率は 94%、力率は遅れ 0.85 である。電源の線間電圧は 690 V である。線電流 IL を求めよ。
Pout = 22 kWη = 94%cos φ = 0.85VL = 690 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 0.72 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 0.9 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 = 200 kWpf1 = 0.72pf2 = 0.9VL = 415 Vf = 60 Hz
QC = kvar
19.変圧器ふつう
巻数比 N₁:N₂ = 6:1 の理想変圧器の二次巻線に 16 Ω の抵抗を接続する。一次巻線から見た抵抗 R1′ を求めよ。
N1:N2 = 6:1RL = 16 Ω
R1′ = Ω
20.変圧器むずかしい
単相 100 kVA の変圧器の鉄損は 300 W、定格負荷での銅損は 900 W である。 効率が最大になる負荷 Sη,max を kVA で求めよ。
S = 100 kVAPcore = 300 WPcu,fl = 900 W
Sη,max = kVA
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 = 10 kΩRf = 100 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。 全体の電圧利得 Av = Vout/Vin を求めよ。
R1 = 4.7 kΩRf1 = 4.7 kΩR2 = 4.7 kΩRf2 = 4.7 kΩ
Av =
23.ダイオードとトランジスタふつう
β = 80 の NPN トランジスタが、電源 VCC = 9 V からベース抵抗 RB = 820 kΩ でバイアスされている。コレクタ抵抗は RC = 2.2 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 = 9 VRB = 820 kΩRC = 2.2 kΩβ = 80VBE = 0.7 V
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に 270 Ω の直列抵抗があります。入力は 28 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 = 28 VVZ = 5.6 VR = 270 Ω
PZ,max = mW
25.記数法ふつう
8 ビットのパターン 0101 1110 は、符号付き整数を 2 の補数で表しています。10 進数での値 N はいくつですか?
0101 11108 bit
N =
26.記数法むずかしい
ビットを 1111 1001 >> 2 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 1001>> 2
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(0, 2, 3, 7, 8, 10, 12, 13, 14) の最小の積和形(SOP)を求めてください。積項 N はいくつありますか?
F(A, B, C, D) = Σm(0, 2, 3, 7, 8, 10, 12, 13, 14)
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
正エッジトリガの T 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 = 0T
- 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) = (4s + 37)/(s² + 6s + 9) の f(t) を求め、f(0.25) を計算せよ。
F(s) = (4s + 37)/(s² + 6s + 9)t = 0.25 s
f(0.25) =
30.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 5、y′(0) = 10 の条件で y″ + 9y′ + 20y = 0 を解き、y(0.1) を求めよ。
y″ + 9y′ + 20y = 0y(0) = 5y′(0) = 10t = 0.1 s
y(0.1) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 36/(s + 10) を、センサのゲインが H = 0.2 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) = 36/(s + 10)H = 0.2
τ = s
32.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 64/(s(s + 6)) 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) = 64/(s(s + 6))H = 2
σ =
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 10/(s² + 2s + 10) 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) = 10/(s² + 2s + 10)
ts = s
34.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートを 12 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 12 %
ζ =
35.ボード線図と余裕ふつう
ω = 2 rad/s における G(s) = 24(s + 5)/(s(s + 4)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 24(s + 5)/(s(s + 4))ω = 2 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) = 106/(s(s + 3)(s + 8)) である。 ゲイン余裕 GM を dB で求めよ。
L(s) = 106/(s(s + 3)(s + 8))
GM = dB
37.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
制御対象 G(s) = (s + 1)/((s − 2)(s + 1)) は s = 2 に不安定な極をもちます。比例ゲイン K で、その周りに単位フィードバックのループを組みます。閉ループが安定になる最小のゲイン Kmin を求めなさい。
G(s) = (s + 1)/((s − 2)(s + 1))
Kmin =
38.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡むずかしい
単位フィードバックのループで L(s) = K(s + 1)/(s(s + 6)(s + 8)) です。根軌跡の漸近線が実軸と交わる点 σa を求めなさい。
L(s) = K(s + 1)/(s(s + 6)(s + 8))
σa =
39.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 1)) 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 0.05 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 + 1))r(t) = 2tess = 0.05
K =
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 10 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 1/(s(s + 5)) を制御しています。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 1/(s(s + 5))K = 10
tp = s