1.抵抗の直列・並列ふつう
電源 V1 から見た合成抵抗 Req を求めよ。
V1 = 15 VR1 = 3 ΩR2 = 5 ΩR3 = 8 ΩR4 = 6 Ω
Req = Ω
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 = 30 VR1 = 5 ΩR2 = 10 ΩR3 = 8 ΩR4 = 6 ΩR5 = 8 ΩR6 = 6 Ω
Req = Ω
3.節点解析ふつう
節点解析を使って 節点電圧 VB(接地基準) を求めよ。
V1 = 24 VIs = 1.5 AR1 = 10 ΩR2 = 4 ΩR3 = 2 ΩR4 = 10 Ω
VB = V
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 矢印の向きに R1 を流れる電流 IR1 を求めよ。
V1 = 18 VIs = 2 AVs = 8 VR1 = 15 ΩR2 = 4 ΩR3 = 2 Ω
IR1 = A
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 = 6 VV2 = 24 VR1 = 15 ΩR2 = 5 ΩR3 = 2 Ω
I2 = A
6.網目解析むずかしい
網目解析を使って 網目電流 I3(時計回り) を求めよ。
V1 = 6 VV2 = 24 VR1 = 25 ΩR2 = 2 ΩR3 = 25 ΩR4 = 20 ΩR5 = 6 Ω
I3 = 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 = 9 VR1 = 12 ΩR2 = 15 ΩR3 = 20 ΩR4 = 20 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、R1 が消費する電力 PR1 を求めよ。
V1 = 36 VIs = 2 AV2 = 15 VR1 = 12 ΩR2 = 20 ΩR3 = 3 ΩR4 = 8 Ω
PR1 = W
9.テブナン・ノートンふつう
端子 a–b から見たテブナン抵抗 Rth を求めよ。
V1 = 6 VR1 = 4 ΩR2 = 5 ΩR3 = 20 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 = 30 VIs = 4 AR1 = 3 ΩR2 = 8 ΩR3 = 12 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。 スイッチを閉じてからどれだけ後に、電流が最終値の 99% に達するか。t を求めよ。
Vs = 6 VR = 68 ΩL = 220 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 12 V に充電されている。 vC が 14.1 V に達するまでの時間はいくらか。t を求めよ。
Vs = 15 VR = 1 kΩC = 100 µFvC(0) = 12 V
t = ms
13.交流インピーダンスとフェーザふつう
C = 4.7 µF の直列 RLC 回路を 500 Hz で共振させなければならない。必要なインダクタンス L を求めよ。
f0 = 500 HzC = 4.7 µF
L = mH
14.交流インピーダンスとフェーザむずかしい
抵抗 R1 が、R2 とコンデンサ C の並列回路と直列に接続され、24 V(実効値)、50 Hz の電源に接続されている。 電流の実効値 I を求めよ。
V = 24 V (rms)f = 50 HzR1 = 25 ΩR2 = 100 ΩC = 22 µF
I = A
15.交流電力と力率ふつう
インピーダンス Z = 9 + j12 Ω の負荷が 230 V(実効値)の単相電源に接続されている。 負荷が消費する有効電力 P を求めよ。
V = 230 VZ = 9 + j12 Ω
P = W
16.交流電力と力率むずかしい
200 kVA の単相変圧器が、遅れ力率 0.6 で 46 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 = 200 kVAP1 = 46 kWpf1 = 0.6
ΔP = kW
17.三相電力ふつう
三相誘導電動機が全負荷で 22 kW の機械出力を出している。この負荷での効率は 93%、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 = 22 kWη = 93%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)、60 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 0.95 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 = 250 kWpf1 = 0.8pf2 = 0.95VL = 690 Vf = 60 Hz
QC = kvar
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 50 kVA の変圧器の鉄損は 300 W、定格負荷での銅損は 450 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 = 300 WPcu,fl = 450 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 2 にする帰還抵抗 Rf を選べ。
R1 = 2 kΩAv = 2
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 = 1.4 VV2 = 0.6 VR1 = 47 kΩR2 = 2 kΩRf = 22 kΩ
Vout = V
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 330 Ω を通して 20 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 = 20 VVZ = 5.6 VR = 330 ΩRL = 2200 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が、負荷に最大 30 mA を供給しなければなりません。入力は 15 V まで下がることがあり、ツェナーが安定化するには少なくとも 2 mA が必要です。安定化を保てる最大の直列抵抗 Rmax を求めなさい。
Vin,min = 15 VVZ = 5.1 VIL,max = 30 mAIZ,min = 2 mA
Rmax = Ω
25.記数法ふつう
8 ビットのパターン 1000 0101 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?
1000 01018 bit
N =
26.記数法むずかしい
ビットを 0101 0100 << 1 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?
0101 0100<< 1
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, D) = Σm(1, 2, 4, 5, 7, 10, 12, 13, 14) 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, D) = Σm(1, 2, 4, 5, 7, 10, 12, 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(0, 2, 4, 5, 9, 10, 15) + d(3, 6, 11, 14) の最小の SOP 形を求めてください。積項 N はいくつありますか?
F(A, B, C, D) = Σm(0, 2, 4, 5, 9, 10, 15) + d(3, 6, 11, 14)
N =
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = (2s + 20)/(s² + 4s + 5) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.5) を計算せよ。
F(s) = (2s + 20)/(s² + 4s + 5)t = 0.5 s
f(0.5) =
30.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 6y′ + 34y = 3u′ + 19u 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 = 0.25 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.25) を求めよ。
y″ + 6y′ + 34y = 3u′ + 19ut = 0.25 s
g(0.25) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 20)) 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 + 20))単位負帰還
K =
32.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 72/(s(s + 6)) 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。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 72/(s(s + 6))H = 1
ωd = rad/s
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 24.5/(s² + 7s + 49) で、単位ステップ入力を受ける。 減衰比 ζ を求めよ。
G(s) = 24.5/(s² + 7s + 49)
ζ =
34.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートは 50 % で、最初のピークは t = 0.25 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 50 %tp = 0.25 s
ωn = rad/s
35.ボード線図と余裕ふつう
ω = 30 rad/s における G(s) = 37(s + 17)/(s(s + 1)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 37(s + 17)/(s(s + 1))ω = 30 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 + 2)(s + 7)) である。 ゲイン余裕が 15 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 7))GM = 15 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 + 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 + 3)(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
単位フィードバックのループで L(s) = K/((s + 5)(s + 1)(s + 3)) です。根軌跡の漸近線が実軸と交わる点 σa を求めなさい。
L(s) = K/((s + 5)(s + 1)(s + 3))
σa =
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 10 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 5)(s + 10))ess = 10 %
K =
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 20 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 4/(s(s + 5)) 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 + 5))K = 20
tp = s