1.抵抗の直列・並列ふつう
R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 18 VR1 = 2 ΩR2 = 15 ΩR3 = 5 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 = 5 VR1 = 2 ΩR2 = 10 ΩR3 = 8 ΩR4 = 10 ΩR5 = 15 ΩR6 = 4 Ω
Req = Ω
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 = 20 ΩR2 = 10 ΩR3 = 3 ΩR4 = 20 Ω
IR3 = 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 A にあるので、VA − VB = Vₛ となります。 スーパーノードを用いた節点解析で、矢印のとおり A から B へ電圧源を流れる電流 Ix を求めよ。
V1 = 9 VIs = 1.5 AVs = 12 VR1 = 6 ΩR2 = 6 ΩR3 = 4 Ω
Ix = A
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 = 9 VV2 = 6 VR1 = 6 ΩR2 = 12 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 R1 を流れる電流 IR1 を求めよ。
V1 = 9 VV2 = 6 VR1 = 8 ΩR2 = 20 ΩR3 = 20 ΩR4 = 15 ΩR5 = 20 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、R4 が消費する電力 PR4 を求めよ。
V1 = 10 VIs = 2.5 AR1 = 12 ΩR2 = 12 ΩR3 = 10 ΩR4 = 10 Ω
PR4 = W
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 R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 6 VIs = 2 AV2 = 6 VR1 = 30 ΩR2 = 5 ΩR3 = 12 ΩR4 = 12 Ω
IR2 = A
9.テブナン・ノートンふつう
a–b 間に負荷 RL = 5 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 = 30 VR1 = 15 ΩR2 = 2 ΩR3 = 6 ΩRL = 5 Ω
IL = A
10.テブナン・ノートンむずかしい
a–b 間に負荷 RL = 10 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 = 36 VIs = 0.5 AR1 = 10 ΩR2 = 8 ΩR3 = 20 ΩRL = 10 Ω
PL = W
11.RC・RL 過渡現象ふつう
コイルには 1 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 = 5 ms における電流 i を求めよ。
i(0) = 1 AR = 33 ΩL = 150 mHt = 5 ms
i = A
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 18 V に充電されている。 vC が 16.5 V に達するまでの時間はいくらか。t を求めよ。
Vs = 15 VR = 3.3 kΩC = 22 µFvC(0) = 18 V
t = ms
13.交流インピーダンスとフェーザふつう
C = 1 µF の直列 RLC 回路を 200 Hz で共振させなければならない。必要なインダクタンス L を求めよ。
f0 = 200 HzC = 1 µF
L = mH
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 120 V(実効値)、100 Hz の電源に接続する。 電流の実効値 I を求めよ。
V = 120 V (rms)f = 100 HzR = 80 ΩL = 200 mHC = 1 µF
I = A
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 37 kW を消費する。 線電流 I を求めよ。
P = 37 kWpf = 0.6V = 230 V
I = A
16.交流電力と力率むずかしい
単相負荷が 240 V、60 Hz の電源から遅れ力率 0.6 で 40 kW を消費する。並列にコンデンサをつないで力率を 0.92 に改善する。 新しい線電流 Inew を求めよ。
P = 40 kWpf1 = 0.6pf2 = 0.92V = 240 Vf = 60 Hz
Inew = A
17.三相電力ふつう
1 相あたりのインピーダンスが 16 + j12 Ω の平衡 Δ 結線負荷が、線間電圧 208 V の平衡三相電源に接続されている。 負荷が吸収する全有効電力 P を kW で求めよ。
VL = 208 VZ = 16 + j12 Ω 1 相あたり
P = kW
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 0.7 で 120 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 = 120 kWpf1 = 0.7pf2 = 0.98VL = 415 Vf = 60 Hz
Cph = µF
19.変圧器ふつう
巻数比 N₁:N₂ = 6:1 の理想変圧器の二次巻線に 50 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 = 6:1RL = 50 Ω
R1′ = Ω
20.変圧器むずかしい
単相 50 kVA の変圧器の鉄損は 400 W、定格負荷での銅損は 600 W である。 効率が最大になる負荷 Sη,max を kVA で求めよ。
S = 50 kVAPcore = 400 WPcu,fl = 600 W
Sη,max = kVA
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 = 0.2 VR1 = 22 kΩRf = 100 kΩ
Vout = 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。 帰還抵抗を出力向きに流れる電流 If を求めよ。
V1 = −1.6 VV2 = −1 VR1 = 22 kΩR2 = 10 kΩRf = 4.7 kΩ
If = mA
23.ダイオードとトランジスタふつう
5.6 V のツェナーレギュレータに 150 Ω を通して 24 V を加え、2200 Ω の負荷に供給します。ツェナー電流 IZ を求めなさい。
Vin = 24 VVZ = 5.6 VR = 150 ΩRL = 2200 Ω
IZ = mA
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
5.6 V のツェナーレギュレータに 680 Ω の直列抵抗があります。入力は 21 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 = 21 VVZ = 5.6 VR = 680 Ω
PZ,max = mW
25.記数法ふつう
−99 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 = −998 bit
U =
26.記数法むずかしい
非圧縮の画像が 256 × 256 ピクセル、1 ピクセルあたり 8 ビットです。必要なメモリ M は何 KiB(1 KiB = 1024 バイト)ですか?
256 × 256 px8 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
このカルノー図には、隣り合う 1 をもたない 1 がちょうど 1 つあり、最小の SOP 形では 1 セルのグループ(4 リテラルの完全な最小項)のままです。図の端をまたぐ隣接も数えます。そのセルをクリックしてください。
F = Σm(4, 7, 9, 12, 14, 15)
- 1AB = 00, CD = 00
- 2AB = 00, CD = 01
- 3AB = 00, CD = 11
- 4AB = 00, CD = 10
- 5AB = 01, CD = 00
- 6AB = 01, CD = 01
- 7AB = 01, CD = 11
- 8AB = 01, CD = 10
- 9AB = 11, CD = 00
- 10AB = 11, CD = 01
- 11AB = 11, CD = 11
- 12AB = 11, CD = 10
- 13AB = 10, CD = 00
- 14AB = 10, CD = 01
- 15AB = 10, CD = 11
- 16AB = 10, CD = 10
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 カウンタが、最小個数のフリップフロップでつくられています。使われない状態 U はいくつありますか?
N = 13
U =
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = 35/(s(s + 3)(s + 5)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.2) を計算せよ。
F(s) = 35/(s(s + 3)(s + 5))t = 0.2 s
f(0.2) =
30.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = −3、y′(0) = 15 の条件で y″ + 10y′ + 24y = 0 を解き、y(0.25) を求めよ。
y″ + 10y′ + 24y = 0y(0) = −3y′(0) = 15t = 0.25 s
y(0.25) =
31.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 30/(s(s + 1)) 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) = 30/(s(s + 1))r(t) = 5·t
ess =
32.ブロック線図むずかしい
G₁ = 7/(s + 1)、G₂ = 10/(s + 1)、G₂ の周りの内側の負帰還 H₁ = 4、外側の負帰還 H₂ = 0.2 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 = 7/(s + 1)G₂ = 10/(s + 1)H₁ = 4H₂ = 0.2
T(0) =
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 28/(s² + 4s + 28) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 28/(s² + 4s + 28)
ζ =
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 5 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 16))%OS = 5 %
K =
35.ボード線図と余裕ふつう
ω = 5 rad/s における G(s) = 48(s + 9)/(s(s + 8)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 48(s + 9)/(s(s + 8))ω = 5 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) = K/(s(s + 3)(s + 5)) である。 ゲイン余裕が 3 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 5))GM = 3 dB
K =
37.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは負帰還で、L(s) = 216/(s(s + 1)(s + 8)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 216/(s(s + 1)(s + 8))
N =
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 + 6)(s² + 2s + 17)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 6)(s² + 2s + 17))
θd = °
39.定常偏差と PID 制御ふつう
G(s) = K/(s(s + 5)) の単位フィードバックのループが、ランプ入力 r(t) = 1t に定常偏差 0.2 で追従しなければなりません。ゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/(s(s + 5))r(t) = 1tess = 0.2
K =
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) = 5/(s + 4) を制御しています。閉ループは ωₙ = 8 rad/s、ζ = 0.8 でなければなりません。積分ゲイン Ki を求めなさい。
G(s) = 5/(s + 4)ωₙ = 8 rad/sζ = 0.8
Ki =