1.抵抗の直列・並列ふつう
R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 24 VR1 = 2 ΩR2 = 10 ΩR3 = 6 ΩR4 = 8 Ω
IR2 = A
2.抵抗の直列・並列むずかしい
電源 V1 から見た合成抵抗 Req を求めよ。
V1 = 18 VR1 = 3 ΩR2 = 4 ΩR3 = 4 ΩR4 = 30 ΩR5 = 5 ΩR6 = 12 Ω
Req = Ω
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 VB(接地基準) を求めよ。
Is = 1 AVs = 6 VR1 = 20 ΩR2 = 4 Ω
VB = 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 = 18 VIs = 4 AV2 = 9 VR1 = 8 ΩR2 = 20 ΩR3 = 4 ΩR4 = 25 ΩR5 = 3 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 R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 6 VV2 = 9 VR1 = 6 ΩR2 = 20 ΩR3 = 5 Ω
IR2 = 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 R1 を流れる電流 IR1 を求めよ。
V1 = 10 VV2 = 18 VR1 = 15 ΩR2 = 5 ΩR3 = 5 ΩR4 = 6 ΩR5 = 4 Ω
IR1 = 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 = 18 VIs = 2 AR1 = 12 ΩR2 = 4 ΩR3 = 5 ΩR4 = 8 Ω
VR4 = V
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 = 36 VIs = 1.5 AV2 = 10 VR1 = 15 ΩR2 = 15 ΩR3 = 2 ΩR4 = 4 Ω
PR3 = 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 = 12 VR1 = 3 ΩR2 = 20 ΩR3 = 20 Ω
Vth = V
10.テブナン・ノートンむずかしい
a–b 間に負荷 RL = 8 Ω を接続する。テブナン等価回路を使って、負荷で消費される電力 PL を求めよ。
V1 = 9 VIs = 1 AR1 = 4 ΩR2 = 6 ΩR3 = 10 ΩRL = 8 Ω
PL = W
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 でコイルに蓄えられているエネルギー W を mJ で求めよ。
Vs = 9 VR = 15 ΩL = 100 mHt = 5 ms
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 30 V に充電されている。 vC が 20 V に達するまでの時間はいくらか。t を求めよ。
Vs = 5 VR = 6.8 kΩC = 22 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 = 10 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 = 10 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 回路の R = 20 Ω、L = 20 mH、C = 0.47 µF である。 共振時の Q 値(尖鋭度)Q を求めよ。
R = 20 ΩL = 20 mHC = 0.47 µF
Q =
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 0.8 で 2 kW を消費する。 モーターの無効電力 Q を求めよ。
P = 2 kWpf = 0.8V = 230 V
Q = kvar
16.交流電力と力率むずかしい
10 V(実効値)、1000 Hz の電源の内部インピーダンスは Zs = 10 + j10 Ω である。負荷インピーダンス ZL は自由に選べる。 負荷に供給できる最大の有効電力 Pmax を求めよ。
Vs = 10 V (rms)f = 1000 HzZs = 10 + j10 Ω
Pmax = W
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 90%、力率は遅れ 0.85 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 = 15 kWη = 90%cos φ = 0.85VL = 480 V
IL = A
18.三相電力むずかしい
平衡三相負荷が、690 V(線間)、50 Hz の電源から遅れ力率 0.75 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。 コンデンサバンクが供給すべき全無効電力 QC を kvar で求めよ。
P = 50 kWpf1 = 0.75pf2 = 0.95VL = 690 Vf = 50 Hz
QC = kvar
19.変圧器ふつう
出力抵抗 16 Ω の増幅器が、理想変圧器を介して 4 Ω のスピーカーを駆動する。最大電力を伝えるには、増幅器から見てスピーカーが 16 Ω に見えなければならない。巻数比 a = N₁/N₂ を求めよ。
Rs = 16 ΩRL = 4 Ω
a =
20.変圧器むずかしい
単相 25 kVA の変圧器の鉄損は 125 W、定格負荷での銅損は 250 W である。 効率が最大になる負荷 Sη,max を kVA で求めよ。
S = 25 kVAPcore = 125 WPcu,fl = 250 W
Sη,max = kVA
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 21 にする帰還抵抗 Rf を選べ。
R1 = 4.7 kΩAv = 21
Rf = kΩ
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 = 0.7 VV2 = −1.4 VR1 = 4.7 kΩR2 = 47 kΩRf = 2 kΩ
Vout = V
23.ダイオードとトランジスタふつう
3.3 V のツェナーレギュレータに 680 Ω を通して 15 V を加え、470 Ω の負荷に供給します。ツェナー電流 IZ を求めなさい。
Vin = 15 VVZ = 3.3 VR = 680 ΩRL = 470 Ω
IZ = mA
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
5.1 V のツェナーレギュレータに 470 Ω の直列抵抗があります。入力は 17 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 = 17 VVZ = 5.1 VR = 470 Ω
PZ,max = mW
25.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −78 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 = −788 bit
U =
26.記数法むずかしい
10 ビットに収まる最大の符号なし整数 N はいくつですか?
10 bit
N =
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(1, 2, 4, 6, 9, 10, 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(1, 2, 4, 6, 9, 10, 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
d はドントケア条件を表します。F(A, B, C, D) = Σm(1, 2, 4, 10, 12, 15) + d(7, 11) について、必須主項の個数 N を求めてください。
F(A, B, C, D) = Σm(1, 2, 4, 10, 12, 15) + d(7, 11)
N =
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = (s + 38)/(s² + 4s + 20) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.6) を計算せよ。
F(s) = (s + 38)/(s² + 4s + 20)t = 0.6 s
f(0.6) =
30.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 8y′ + 15y = 15·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(0.1) を求めよ。
y″ + 8y′ + 15y = 15·u(t)u(t) = 2y(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) = 32/(s + 10) を、センサのゲインが H = 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) = 32/(s + 10)H = 2
τ = s
32.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K が、プラント G(s) = 4/(s + 6) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 1 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.006667 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 4/(s + 6)D = 1css ≤ 0.006667
K =
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 60/(s² + 7s + 20) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 60/(s² + 7s + 20)
tp = s
34.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 175/(s(s + 12)) 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) = 175/(s(s + 12))
ts = s
35.ボード線図と余裕ふつう
ω = 10 rad/s における G(s) = 47(s + 6)/(s(s + 4)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 47(s + 6)/(s(s + 4))ω = 10 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) = 20/(s(s + 2)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 20/(s(s + 2))
PM = °
37.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 1)(s + 5)(s + 6))、K > 0 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 + 1)(s + 5)(s + 6))
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 + 2)(s + 8)) 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 + 2)(s + 8))
K =
39.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 2·t²/2 が、G(s) = 4(s + 3)/(s²(s + 10)) 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) = 4(s + 3)/(s²(s + 10))r(t) = 2·t²/2
ess =
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = Kp + Ki/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s + 1) を制御しています。閉ループは ωₙ = 3 rad/s、ζ = 0.8 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 2/(s + 1)ωₙ = 3 rad/sζ = 0.8
Kp =