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 = 3 ΩR2 = 12 ΩR3 = 2 ΩR4 = 4 Ω
IR2 = A
2.抵抗の直列・並列むずかしい
電源が供給し R1 を流れる電流 IR1 を求めよ。
V1 = 24 VR1 = 5 ΩR2 = 6 ΩR3 = 12 ΩR4 = 30 ΩR5 = 20 ΩR6 = 12 Ω
IR1 = 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 3 を矢印の向きに上向きに節点 A へ流れる電流 I3 を求めよ。
V1 = 24 VR1 = 12 ΩV2 = 30 VR2 = 10 ΩV3 = 9 VR3 = 8 Ω
I3 = A
4.節点解析むずかしい
A と B の間の電圧源 Vₛ は + 端子が B にあるので、VB − VA = Vₛ となります。 スーパーノードを用いた節点解析で 節点電圧 VA(接地基準) を求めよ。
V1 = 36 VIs = 5 AVs = 12 VR1 = 10 ΩR2 = 30 ΩR3 = 30 Ω
VA = V
5.網目解析ふつう
網目解析を使って 図の極性での R1 の両端電圧 VR1 を求めよ。
V1 = 6 VV2 = 6 VR1 = 2 ΩR2 = 6 ΩR3 = 8 Ω
VR1 = V
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 = 6 VV2 = 30 VR1 = 12 ΩR2 = 25 ΩR3 = 20 ΩR4 = 6 ΩR5 = 6 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 = 24 VR1 = 12 ΩR2 = 8 ΩR3 = 6 ΩR4 = 5 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 矢印の向きに R4 を流れる電流 IR4 を求めよ。
V1 = 36 VIs = 4 AV2 = 9 VR1 = 20 ΩR2 = 12 ΩR3 = 5 ΩR4 = 4 Ω
IR4 = A
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 = 24 VR1 = 20 ΩR2 = 4 ΩR3 = 15 Ω
Rth = Ω
10.テブナン・ノートンむずかしい
a–b 間に負荷 RL = 2 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 = 5 VIs = 1.5 AR1 = 5 ΩR2 = 10 ΩR3 = 15 ΩRL = 2 Ω
IL = 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。 スイッチを閉じてからどれだけ後に、電流が最終値の 90% に達するか。t を求めよ。
Vs = 12 VR = 33 ΩL = 68 mH
t = ms
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 30 V に充電されている。 vC が 22 V に達するまでの時間はいくらか。t を求めよ。
Vs = 10 VR = 4.7 kΩC = 68 µFvC(0) = 30 V
t = ms
13.交流インピーダンスとフェーザふつう
L = 5 mH の直列 RLC 回路を 500 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 = 500 HzL = 5 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 100 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 = 100 V (rms)f = 200 HzR = 60 ΩL = 200 mHC = 100 µF
VC = V
15.交流電力と力率ふつう
インピーダンス Z = 3 + j4 Ω の負荷が 230 V(実効値)の単相電源に接続されている。 負荷が消費する無効電力 Q を求めよ。
V = 230 VZ = 3 + j4 Ω
Q = var
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 0.8 で 38 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 = 38 kWpf1 = 0.8
ΔP = kW
17.三相電力ふつう
平衡三相負荷が、線間電圧 400 V の電源から線電流 30 A を流している。力率は遅れ 0.92 である。負荷が消費する全有効電力 P を kW で求めよ。
VL = 400 VIL = 30 Acos φ = 0.92
P = kW
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 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 0.95 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 = 0.78pf2 = 0.95VL = 690 Vf = 60 Hz
QC = kvar
19.変圧器ふつう
巻数比 N₁:N₂ = 3:1 の理想変圧器の二次巻線に 5 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 = 3:1RL = 5 Ω
R1′ = Ω
20.変圧器むずかしい
単相 250 kVA の変圧器の鉄損は 1250 W、定格負荷での銅損は 3125 W である。 この変圧器が定格 kVA の 75% 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 = 1250 WPcu,fl = 3125 Wx = 0.75pf = 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。 出力電圧 Vout を求めよ。
Vin = −0.5 VR1 = 22 kΩRf = 47 kΩ
Vout = 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 = 47 kΩR2 = 100 kΩRf2 = 4.7 kΩ
Av =
23.ダイオードとトランジスタふつう
β = 200 の NPN トランジスタが、VCC = 18 V から分圧バイアスされている:VCC とベースの間に R₁ = 22 kΩ、ベースと接地の間に R₂ = 4.7 kΩ。コレクタ抵抗は RC = 2.2 kΩ、エミッタ抵抗は RE = 1.5 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 = 18 VR1 = 22 kΩR2 = 4.7 kΩRC = 2.2 kΩRE = 1.5 kΩβ = 200
VCE = V
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
β = 150 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 3.3 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 3 倍に設計する。RB を kΩ で求めよ。
VCC = 12 VRC = 150 Ωβ = 150Vin = 3.3 VVBE = 0.7 VVCE(sat) = 0.2 Vオーバードライブ係数 = 3
RB = kΩ
25.記数法ふつう
8 ビットのパターン 1100 0010 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?
1100 00108 bit
N =
26.記数法むずかしい
ビットを 0110 0011 XOR 0001 1101 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?
0110 0011XOR0001 1101
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(1, 2, 3, 5, 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(1, 2, 3, 5, 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
mod-13 カウンタは 13 個の異なる状態を数え上げなければなりません。必要なフリップフロップの最小個数 n はいくつですか?
N = 13
n =
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = (6s + 27)/(s² + 4s + 4) の f(t) を求め、f(0.4) を計算せよ。
F(s) = (6s + 27)/(s² + 4s + 4)t = 0.4 s
f(0.4) =
30.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = −6、y′(0) = 5 の条件で y″ + 9y′ + 18y = 0 を解き、y(0.3) を求めよ。
y″ + 9y′ + 18y = 0y(0) = −6y′(0) = 5t = 0.3 s
y(0.3) =
31.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 8(s + 4)/((s + 5)(s + 7)) である。基準入力に大きさ 1 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 8(s + 4)/((s + 5)(s + 7))R = 1
ess =
32.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 80/(s(s + 10)) 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。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 80/(s(s + 10))H = 0.5
ωd = rad/s
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 40/(s² + 8s + 40) 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) = 40/(s² + 8s + 40)
%OS = %
34.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 40/(s(s + 6)) 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) = 40/(s(s + 6))
ts = s
35.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ローパスフィルタ は R = 470 Ω, L = 1 mH です。37 kHz の正弦波入力が加えられます。 vin に対する vout の位相のずれ φ を度で求めよ。
R = 470 ΩL = 1 mHf = 37 kHz
φ = °
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) = 96/(s(s + 8)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 96/(s(s + 8))
PM = °
37.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは K = 24、L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 6))K = 24
m =
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 + 1)(s + 3)(s + 4)) の根軌跡を描きました。軌跡が虚軸と交わる周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 4))
ω = rad/s
39.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 1 + 5t(ステップとランプの和)が、G(s) = 2(s + 3)/(s(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) = 2(s + 3)/(s(s + 2))r(t) = 1 + 5t
ess =
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 1 + 4/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/((s + 4)(s + 5)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 5t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 1 + 4/sG(s) = 2/((s + 4)(s + 5))r(t) = 5t
ess =