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 = 9 VR1 = 4 ΩR2 = 10 ΩR3 = 12 ΩR4 = 5 Ω
IR1 = 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 = 9 VR1 = 25 ΩR2 = 2 ΩR3 = 10 ΩR4 = 3 ΩR5 = 25 ΩR6 = 12 Ω
IR1 = A
3.節点解析ふつう
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。
Is = 3 AVs = 6 VR1 = 8 ΩR2 = 8 Ω
VA = V
4.節点解析むずかしい
節点解析を使って 節点電圧 VA(接地基準) を求めよ。
V1 = 9 VIs = 1.5 AV2 = 15 VR1 = 4 ΩR2 = 10 ΩR3 = 25 ΩR4 = 20 ΩR5 = 3 Ω
VA = V
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 = 12 VV2 = 15 VR1 = 6 ΩR2 = 6 ΩR3 = 4 Ω
I2 = A
6.網目解析むずかしい
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 = 12 VV2 = 36 VR1 = 10 ΩR2 = 3 ΩR3 = 4 ΩR4 = 3 ΩR5 = 10 Ω
IR3 = A
7.重ね合わせの理ふつう
重ね合わせの理を使って 図の極性での R4 の両端電圧 VR4 を求めよ。
V1 = 30 VIs = 1.5 AR1 = 6 ΩR2 = 8 ΩR3 = 20 ΩR4 = 2 Ω
VR4 = V
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 = 15 VIs = 5 AR1 = 8 ΩR2 = 8 ΩR3 = 5 ΩR4 = 10 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 = 10 VR1 = 2 ΩR2 = 15 ΩR3 = 8 Ω
IN = A
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 = 10 VIs = 0.5 AR1 = 12 ΩR2 = 8 ΩR3 = 20 Ω
IN = A
11.RC・RL 過渡現象ふつう
コイルには 3 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 = 15 ms での R の両端電圧 vR を求めよ。
i(0) = 3 AR = 15 ΩL = 150 mHt = 15 ms
vR = V
12.RC・RL 過渡現象むずかしい
R2 の両端のスイッチは長い間閉じていたので、コイルの電流は定常である。t = 0 にスイッチが開く。 t = 1 ms でのコイルの電流 i を求めよ。
Vs = 15 VR1 = 22 ΩR2 = 33 ΩL = 68 mHt = 1 ms
i = A
13.交流インピーダンスとフェーザふつう
直列 RLC 回路を 100 V(実効値)、100 Hz の電源に接続する。 回路の力率 cos φ を求めよ。
V = 100 V (rms)f = 100 HzR = 10 ΩL = 200 mHC = 47 µF
cos φ =
14.交流インピーダンスとフェーザむずかしい
直列 RLC 回路の R = 20 Ω、L = 20 mH、C = 1 µF である。 共振時の Q 値(尖鋭度)Q を求めよ。
R = 20 ΩL = 20 mHC = 1 µF
Q =
15.交流電力と力率ふつう
インピーダンス Z = 7 + j24 Ω の負荷が 240 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 = 240 VZ = 7 + j24 Ω
P = W
16.交流電力と力率むずかしい
単相負荷が 400 V、50 Hz の電源から、遅れ力率 0.6 で 26 kW を消費する。220 µF のコンデンサを負荷と並列に接続する。 新しい線電流 I を求めよ。
P = 26 kWpf1 = 0.6V = 400 Vf = 50 HzC = 220 µF
I = A
17.三相電力ふつう
三相誘導電動機が全負荷で 7.5 kW の機械出力を出している。この負荷での効率は 91%、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 = 7.5 kWη = 91%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、415 V(線間)、60 Hz の電源から遅れ力率 0.78 で 50 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 = 50 kWpf1 = 0.78pf2 = 0.95VL = 415 Vf = 60 Hz
Cph = µF
19.変圧器ふつう
巻数比 N₁:N₂ = 8:1 の理想変圧器の二次巻線に 2 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 = 8:1RL = 2 Ω
R1′ = Ω
20.変圧器むずかしい
単相 75 kVA の変圧器の鉄損は 300 W である。 定格負荷、遅れ力率 0.8 での効率は 97% である。全負荷銅損 Pcu,fl を W で求めよ。
S = 75 kVAPcore = 300 Wpf = 0.8η = 97%
Pcu,fl = 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 2 にする帰還抵抗 Rf を選べ。
R1 = 4.7 kΩAv = 2
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 ±12 V で飽和する。t = 0 に一定の入力 Vin = 1.3 V が加えられたとき、コンデンサは充電されていない。 t = 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 = 1.3 VR = 2.2 kΩC = 0.47 µFVsat = ±12 V
t = ms
23.ダイオードとトランジスタふつう
β = 120 の NPN トランジスタが、電源 VCC = 9 V からベース抵抗 RB = 560 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 = 560 kΩRC = 2.2 kΩβ = 120VBE = 0.7 V
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 1 kΩ 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 2 倍に設計する。RB を kΩ で求めよ。
VCC = 12 VRC = 1 kΩβ = 150Vin = 5 VVBE = 0.7 VVCE(sat) = 0.2 Vオーバードライブ係数 = 2
RB = kΩ
25.記数法ふつう
−19 を 8 ビットの 2 の補数パターンで表しなさい。そのパターンを符号なし 2 進数として読むと、10 進数での値 U はいくつですか?
N = −198 bit
U =
26.記数法むずかしい
ビットを 1001 0011 OR 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?
1001 0011OR1101 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(1, 3, 5) の最小の和積形(POS)を求めてください。和項(因数)N はいくつありますか?
F(A, B, C) = Σm(1, 3, 5)
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 JK フリップフロップが Q = 0 から始まり、6 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) = (5s + 39)/(s² + 6s + 45) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.25) を計算せよ。
F(s) = (5s + 39)/(s² + 6s + 45)t = 0.25 s
f(0.25) =
30.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 7y′ + 12y = 24·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 5 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.1) を求めよ。
y″ + 7y′ + 12y = 24·u(t)u(t) = 5y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.1 s
y(0.1) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 2)) を単位負帰還ループに入れる。閉ループが臨界減衰(等しい 2 つの実数極)になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 2))単位負帰還
K =
32.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 6/(s(s + 2)) を、センサのゲイン H = 1 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) = 6/(s(s + 2))H = 1
σ =
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 222/(s² + 8s + 74) で、単位ステップ入力を受ける。 極は s = σ ± jωd である。その実部 σ を求めよ。
G(s) = 222/(s² + 8s + 74)
σ =
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 + 12)) 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 + 12))%OS = 30 %
K =
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 = 22 kΩ, C = 4.7 nF です。4.6 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 = 22 kΩC = 4.7 nFf = 4.6 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) = K/(s(s + 2)(s + 5)) 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 + 2)(s + 5))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 + 2)(s + 5)) 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 + 2)(s + 5))
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 + 1)(s + 3)(s + 6)) 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 + 6))
ω = rad/s
39.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 5t が、G(s) = 50(s + 4)/(s(s + 1)) 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))r(t) = 5t
ess =
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 1 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 10/(s(s + 4)) を制御しています。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 10/(s(s + 4))K = 1
%OS = %