1.抵抗の直列・並列ふつう
R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 15 VR1 = 4 ΩR2 = 15 ΩR3 = 4 ΩR4 = 12 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 = 30 VR1 = 30 ΩR2 = 12 ΩR3 = 20 ΩR4 = 25 ΩR5 = 2 ΩR6 = 4 Ω
IR2 = A
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 = 12 VIs = 2 AR1 = 5 ΩR2 = 12 ΩR3 = 10 ΩR4 = 10 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 = 36 VIs = 0.5 AV2 = 18 VR1 = 3 ΩR2 = 20 ΩR3 = 20 ΩR4 = 30 ΩR5 = 25 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 R1 を流れる電流 IR1 を求めよ。
V1 = 10 VV2 = 6 VR1 = 6 ΩR2 = 4 ΩR3 = 8 Ω
IR1 = A
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 = 5 VV2 = 36 VR1 = 30 ΩR2 = 10 ΩR3 = 10 ΩR4 = 3 ΩR5 = 4 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 = 9 VR1 = 8 ΩR2 = 15 ΩR3 = 15 ΩR4 = 20 Ω
Is = 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、R4 が消費する電力 PR4 を求めよ。
V1 = 12 VIs = 6 AV2 = 30 VR1 = 4 ΩR2 = 2 ΩR3 = 8 ΩR4 = 3 Ω
PR4 = W
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 = 15 VR1 = 20 ΩR2 = 5 ΩR3 = 5 Ω
Vth = V
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 = 6 VIs = 2.5 AR1 = 30 ΩR2 = 25 ΩR3 = 5 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 = 5 ms におけるコイルの電圧 vL を求めよ。
Vs = 15 VR = 10 ΩL = 22 mHt = 5 ms
vL = 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 20 V に充電されている。 vC が 8 V に達するまでの時間はいくらか。t を求めよ。
Vs = 5 VR = 1 kΩC = 68 µFvC(0) = 20 V
t = ms
13.交流インピーダンスとフェーザふつう
抵抗とコイルが並列に、230 V(実効値)、60 Hz の電源に接続されている。 電流の実効値 I を求めよ。
V = 230 V (rms)f = 60 HzR = 100 ΩL = 100 mH
I = A
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、周波数を回路の共振周波数に設定した 12 V(実効値)の電源で駆動する。コイルの両端の電圧の実効値 VL を求めよ。
V = 12 V (rms)R = 20 ΩL = 10 mHC = 2.2 µF
VL = V
15.交流電力と力率ふつう
単相モーターが 240 V の電源から、遅れ力率 0.9 で 31 kW を消費する。 線電流 I を求めよ。
P = 31 kWpf = 0.9V = 240 V
I = A
16.交流電力と力率むずかしい
75 kVA の単相変圧器が、遅れ力率 0.6 で 15 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 = 75 kVAP1 = 15 kWpf1 = 0.6
ΔP = kW
17.三相電力ふつう
三相誘導電動機が全負荷で 15 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 0.86 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 = 15 kWη = 88%cos φ = 0.86VL = 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)、50 Hz の電源から遅れ力率 0.72 で 250 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 Δ 結線である。各コンデンサの静電容量 Cph を µF で求めよ。
P = 250 kWpf1 = 0.72pf2 = 0.92VL = 415 Vf = 50 Hz
Cph = µF
19.変圧器ふつう
単相 500 kVA、2400/240 V の変圧器が定格負荷で運転している。理想変圧器とみなす。高圧巻線の電流 IHV を求めよ。
S = 500 kVAV1 = 2400 VV2 = 240 V
IHV = A
20.変圧器むずかしい
単相 75 kVA の変圧器の鉄損は 600 W、定格負荷での銅損は 900 W である。 この変圧器が定格 kVA の 50% を遅れ力率 0.8 で供給している。この負荷での全損失 Ploss を W で求めよ。
S = 75 kVAPcore = 600 WPcu,fl = 900 Wx = 0.5pf = 0.8
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。 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 = 1 kΩRf = 47 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 = −1.5 VR1 = 22 kΩR2 = 2 kΩRf = 4.7 kΩ
Vout = V
23.ダイオードとトランジスタふつう
4 個の 緑 LED(順方向電圧は各 2.2 V)が、抵抗と直列に 12 V の電源につながれています。電流を 25 mA にする抵抗値 R を求めなさい。
Vs = 12 VVF = 2.2 Vn = 4I = 25 mA
R = Ω
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
β = 50 の NPN トランジスタが、VCC = 9 V とコレクタの間に接続された 150 Ω の負荷抵抗をスイッチングする。エミッタは接地されている。ベースは 5 V のロジック出力からベース抵抗 RB を通して駆動される。VBE = 0.7 V、VCE(sat) = 0.2 V とする。 確実にスイッチングさせるため、ベース電流を飽和に必要な最小値の 5 倍に設計する。RB を kΩ で求めよ。
VCC = 9 VRC = 150 Ωβ = 50Vin = 5 VVBE = 0.7 VVCE(sat) = 0.2 Vオーバードライブ係数 = 5
RB = kΩ
25.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −79 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 = −798 bit
U =
26.記数法むずかしい
ビットを 0010 0100 XOR 1101 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?
0010 0100XOR1101 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
カルノー図を使って F(A, B, C) = Σm(0, 1, 2, 6, 7) の最小の積和形(SOP)を求めてください。リテラル L は合計でいくつ含まれますか(プライム付きの変数も 1 つのリテラルと数えます)?
F(A, B, C) = Σm(0, 1, 2, 6, 7)
L =
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
同期式 mod-7 カウンタ は 0, 1, …, 6 と数えて 0 に戻ります。初期値は 6 です。26 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 = 626N = 7
Q =
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = (5s + 2)/(s² + 10s + 24) である。その逆変換は f(t) = A·e−4t + B·e−6t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (5s + 2)/(s² + 10s + 24)
A =
30.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 8y′ + 15y = 37.5·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 2 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″ + 8y′ + 15y = 37.5·u(t)u(t) = 2y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.2 s
y(0.2) =
31.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 26/(s(s + 2)) である。基準入力はランプ r(t) = 5·t である。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 26/(s(s + 2))r(t) = 5·t
ess =
32.ブロック線図むずかしい
G₁ = 16/(s + 5)、G₂ = 7/(s + 3)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 0.5、外側の負帰還 H₂ = 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 + 5)G₂ = 7/(s + 3)H₁ = 0.5H₂ = 1
T(0) =
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 100/(s² + 9s + 100) 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) = 100/(s² + 9s + 100)
ts = s
34.ステップ応答むずかしい
R = 9 Ω、L = 100 mH、C = 47 µF の直列 RLC 回路に、t = 0 で 24 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。 電圧の最初のピークの時刻 tp を ms で求めよ。
R = 9 ΩL = 100 mHC = 47 µFV = 24 V
tp = ms
35.ボード線図と余裕ふつう
ω = 30 rad/s における G(s) = 17(s + 12)/(s(s + 3)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 17(s + 12)/(s(s + 3))ω = 30 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) = 1250/(s(s + 10)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 1250/(s(s + 10))
PM = °
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 + 6)(s + 10)) 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(s + 6)(s + 10))
Kmax =
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 + 4)/((s + 5)(s + 1)(s + 3)) 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 + 4)/((s + 5)(s + 1)(s + 3))
σa =
39.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 0.5t が、G(s) = 50(s + 4)/(s(s + 1)(s + 5)) 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) = 50(s + 4)/(s(s + 1)(s + 5))r(t) = 0.5t
ess =
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
PD 制御器 C(s) = 10 + Kd·s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 1)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.8 にする微分ゲイン Kd を求めなさい。
G(s) = 5/(s(s + 1))Kp = 10ζ = 0.8
Kd = s