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 = 30 VR1 = 4 ΩR2 = 3 ΩR3 = 5 ΩR4 = 12 Ω
IR1 = 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 = 24 VR1 = 20 ΩR2 = 3 ΩR3 = 15 ΩR4 = 3 ΩR5 = 3 ΩR6 = 20 Ω
IR2 = A
3.節点解析ふつう
節点解析を使って 節点電圧 VA(接地基準) を求めよ。
V1 = 6 VIs = 1 AR1 = 6 ΩR2 = 15 ΩR3 = 8 ΩR4 = 2 Ω
VA = 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 R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 10 VIs = 5 AV2 = 6 VR1 = 3 ΩR2 = 3 ΩR3 = 25 ΩR4 = 10 ΩR5 = 20 Ω
IR2 = A
5.網目解析ふつう
網目解析を使って 矢印の向きに R3 を流れる電流 IR3 を求めよ。
V1 = 10 VV2 = 6 VR1 = 5 ΩR2 = 6 ΩR3 = 20 Ω
IR3 = A
6.網目解析むずかしい
網目解析を使って 網目電流 I2(時計回り) を求めよ。
V1 = 12 VV2 = 15 VR1 = 8 ΩR2 = 4 ΩR3 = 15 ΩR4 = 10 ΩR5 = 30 Ω
I2 = A
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 = 6 VIs = 1.5 AR1 = 4 ΩR2 = 6 ΩR3 = 3 ΩR4 = 10 Ω
IR3 = 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 = 9 VIs = 1.5 AR1 = 15 ΩR2 = 30 ΩR3 = 8 ΩR4 = 30 Ω
V2 = V
9.テブナン・ノートンふつう
端子 a–b から見たテブナン抵抗 Rth を求めよ。
V1 = 30 VR1 = 2 ΩR2 = 5 ΩR3 = 4 Ω
Rth = Ω
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 = 12 VIs = 2 AR1 = 5 ΩR2 = 25 ΩR3 = 8 Ω
IN = A
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。 回路が落ち着いた後にコイルに蓄えられているエネルギー W(∞) を mJ で求めよ。
Vs = 24 VR = 33 ΩL = 150 mH
W(∞) = mJ
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 12 V に充電されている。 t = 300 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 24 VR = 6.8 kΩC = 22 µFvC(0) = 12 Vt = 300 ms
vC = V
13.交流インピーダンスとフェーザふつう
L = 20 mH の直列 RLC 回路を 60 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 = 60 HzL = 20 mH
C = µF
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 24 V(実効値)、200 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 = 24 V (rms)f = 200 HzR = 80 ΩL = 200 mHC = 1 µF
VC = V
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 39 kW を消費する。 モーターの無効電力 Q を求めよ。
P = 39 kWpf = 0.6V = 230 V
Q = kvar
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 0.75 で 20 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。 必要な静電容量 C を求めよ。
P = 20 kWpf1 = 0.75pf2 = 0.95V = 230 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 55 kW の機械出力を出している。この負荷での効率は 92%、力率は遅れ 0.84 である。電源の線間電圧は 480 V である。線電流 IL を求めよ。
Pout = 55 kWη = 92%cos φ = 0.84VL = 480 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 0.8 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 0.98 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 = 250 kWpf1 = 0.8pf2 = 0.98VL = 415 Vf = 50 Hz
Cph = µF
19.変圧器ふつう
単相 15 kVA、7200/240 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。低圧巻線の電流 ILV を求めよ。
S = 15 kVAV1 = 7200 VV2 = 240 V
ILV = A
20.変圧器むずかしい
単相 250 kVA の変圧器の鉄損は 1000 W、定格負荷での銅損は 1500 W である。 この変圧器が定格 kVA の 25% 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 = 250 kVAPcore = 1000 WPcu,fl = 1500 Wx = 0.25pf = 0.8
Ploss = 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 11 にする帰還抵抗 Rf を選べ。
R1 = 22 kΩAv = 11
Rf = kΩ
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 ±13 V で飽和する。t = 0 に一定の入力 Vin = 0.3 V が加えられたとき、コンデンサは充電されていない。 t = 50 ms での出力電圧 Vout を求めよ。
Vin = 0.3 VR = 2.2 kΩC = 1 µFVsat = ±13 Vt = 50 ms
Vout = V
23.ダイオードとトランジスタふつう
β = 100 の NPN トランジスタが、VCC = 20 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 = 6.8 kΩ。コレクタ抵抗は RC = 3.3 kΩ、エミッタ抵抗は RE = 680 Ω 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 = 20 VR1 = 82 kΩR2 = 6.8 kΩRC = 3.3 kΩRE = 680 Ωβ = 100
VCE = V
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
β = 200 の NPN トランジスタが、VCC = 12 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 = 33 kΩ を通して駆動される。VBE = 0.7 V、VCE(sat) = 0.2 V とする。 入力がハイのときのコレクタ電流 IC を mA で求めよ。まずトランジスタが飽和しているかどうかを判断せよ。
VCC = 12 VRC = 150 Ωβ = 200Vin = 5 VVBE = 0.7 VVCE(sat) = 0.2 VRB = 33 kΩ
IC = mA
25.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −23 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 = −238 bit
U =
26.記数法むずかしい
非圧縮の画像が 1280 × 720 ピクセル、1 ピクセルあたり 16 ビットです。必要なメモリ M は何 KiB(1 KiB = 1024 バイト)ですか?
1280 × 720 px16 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
カルノー図を使って F(A, B, C, D) = Σm(0, 4, 5, 7, 8, 14, 15) 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, D) = Σm(0, 4, 5, 7, 8, 14, 15)
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
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
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = (3s + 35)/(s² + 8s + 16) の f(t) を求め、f(0.2) を計算せよ。
F(s) = (3s + 35)/(s² + 8s + 16)t = 0.2 s
f(0.2) =
30.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 2y′ + 5y = 3u′ + 12u 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 = 0.6 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.6) を求めよ。
y″ + 2y′ + 5y = 3u′ + 12ut = 0.6 s
g(0.6) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 2/(s + 3) には、ゲイン H₁ = 2 の内側(マイナー)の負帰還ループがある。コントローラのゲイン K = 13 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの直流ゲイン T(0) を求めよ。
G(s) = 2/(s + 3)H₁ = 2K = 13
T(0) =
32.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 50/(s(s + 5)) を、センサのゲイン H = 0.5 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) = 50/(s(s + 5))H = 0.5
σ =
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 79/(s² + 9s + 79) 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) = 79/(s² + 9s + 79)
%OS = %
34.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = K/(s(s + 16)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 30 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 16))%OS = 30 %
K =
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 = 2 Ω の両端でとり、L = 50 mH、C = 4.7 µF である。 中心(共振)周波数 f0 を Hz で求めよ。
R = 2 ΩL = 50 mHC = 4.7 µF
f0 = Hz
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 + 1)(s + 3)) である。 ゲイン余裕が 6 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 3))GM = 6 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 + 3)(s + 4)) 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 + 3)(s + 4))
Kmax =
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 + 5)(s + 13)) の根軌跡を示します。2 つの閉ループ極が実軸上で一致する分岐点 sb でのゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/((s + 5)(s + 13))
K =
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 + 5)(s + 10)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 20 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 5)(s + 10))ess = 20 %
K =
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 8 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 8)) 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) = 4/(s(s + 8))K = 8
tp = s