1.抵抗の直列・並列ふつう
R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 9 VR1 = 6 ΩR2 = 15 ΩR3 = 10 ΩR4 = 12 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 = 36 VR1 = 15 ΩR2 = 25 ΩR3 = 15 ΩR4 = 4 ΩR5 = 10 ΩR6 = 30 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 R1 を流れる電流 IR1 を求めよ。
V1 = 6 VIs = 4 AR1 = 5 ΩR2 = 10 ΩR3 = 12 ΩR4 = 6 Ω
IR1 = 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 節点電圧 VA(接地基準) を求めよ。
V1 = 6 VIs = 1 AVs = 3 VR1 = 5 ΩR2 = 4 ΩR3 = 30 Ω
VA = V
5.網目解析ふつう
網目解析を使って 網目電流 I1(時計回り) を求めよ。
V1 = 10 VV2 = 24 VR1 = 4 ΩR2 = 20 ΩR3 = 4 Ω
I1 = A
6.網目解析むずかしい
網目解析を使って 図の極性での R3 の両端電圧 VR3 を求めよ。
V1 = 15 VV2 = 6 VR1 = 15 ΩR2 = 5 ΩR3 = 10 ΩR4 = 5 ΩR5 = 10 Ω
VR3 = V
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 R2 の両端電圧 VR2 を求めよ。
V1 = 10 VIs = 4 AR1 = 12 ΩR2 = 2 ΩR3 = 20 ΩR4 = 15 Ω
VR2 = 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 矢印の向きに R3 を流れる電流 IR3 を求めよ。
V1 = 5 VIs = 3 AV2 = 5 VR1 = 10 ΩR2 = 3 ΩR3 = 4 ΩR4 = 20 Ω
IR3 = A
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 = 30 VR1 = 12 ΩR2 = 8 ΩR3 = 2 Ω
IN = A
10.テブナン・ノートンむずかしい
端子 a–b から見たテブナン電圧 Vth を求めよ。
V1 = 6 VIs = 4 AR1 = 25 ΩR2 = 20 ΩR3 = 3 Ω
Vth = V
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 75% に達するか。t を求めよ。
Vs = 9 VR = 47 ΩL = 47 mH
t = ms
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開いていたので、コイルの電流は定常である。t = 0 にスイッチが閉じて R2 を短絡する。 t = 10 ms でのコイルの電流 i を求めよ。
Vs = 15 VR1 = 15 ΩR2 = 47 ΩL = 220 mHt = 10 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 10 V(実効値)、60 Hz の電源に接続する。 インピーダンスの位相角 φ を度で求めよ(電流が電圧より遅れるとき正)。
V = 10 V (rms)f = 60 HzR = 20 ΩL = 250 mHC = 22 µF
φ = °
14.交流インピーダンスとフェーザむずかしい
直列 RLC 回路を 230 V(実効値)、500 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 = 230 V (rms)f = 500 HzR = 50 ΩL = 100 mHC = 22 µF
VC = V
15.交流電力と力率ふつう
誘導性負荷が 240 V(実効値)の単相電源から 5.5 A と 1122 W を消費する。これを抵抗 R とリアクタンス X の直列回路としてモデル化する。 R を求めよ。
V = 240 VI = 5.5 AP = 1122 W
R = Ω
16.交流電力と力率むずかしい
50 V(実効値)、1000 Hz の電源の内部インピーダンスは Zs = 10 + j3 Ω である。負荷インピーダンス ZL は自由に選べる。 最大電力を得る負荷を、抵抗とコンデンサの直列回路でつくる。静電容量 C を求めよ。
Vs = 50 V (rms)f = 1000 HzZs = 10 + j3 Ω
C = µF
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 92%、力率は遅れ 0.84 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 = 92%cos φ = 0.84VL = 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 0.8 で 150 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 0.92 に改善する。有効電力は変わらない。 コンデンサは Δ 結線である。各コンデンサの静電容量 Cph を µF で求めよ。
P = 150 kWpf1 = 0.8pf2 = 0.92VL = 690 Vf = 50 Hz
Cph = µF
19.変圧器ふつう
単相 15 kVA、6600/230 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。高圧巻線の電流 IHV を求めよ。
S = 15 kVAV1 = 6600 VV2 = 230 V
IHV = A
20.変圧器むずかしい
単相 200 kVA の変圧器の鉄損は 1200 W、定格負荷での銅損は 3600 W である。 この変圧器が定格 kVA の 25% 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 = 200 kVAPcore = 1200 WPcu,fl = 3600 Wx = 0.25pf = 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。出力は ±14 V で飽和する。 反転増幅器を正弦波で駆動する。出力がクリップしない最大の入力振幅 Vin,max(最大値)を求めよ。
R1 = 4.7 kΩRf = 47 kΩVsat = ±14 V
Vin,max = 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。 入力は Vin = 0.6 V である。出力電圧 Vout を求めよ。
R1 = 1 kΩRf1 = 1 kΩR2 = 4.7 kΩRf2 = 4.7 kΩVin = 0.6 V
Vout = V
23.ダイオードとトランジスタふつう
β = 100 の NPN トランジスタが、電源 VCC = 12 V からベース抵抗 RB = 820 kΩ でバイアスされている。コレクタ抵抗は RC = 1.5 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 = 12 VRB = 820 kΩRC = 1.5 kΩβ = 100VBE = 0.7 V
VCE = V
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
β = 80 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 470 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 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。 トランジスタをちょうど飽和させることのできる最大のベース抵抗 RB を kΩ で求めよ。
VCC = 12 VRC = 470 Ωβ = 80Vin = 5 VVBE = 0.7 VVCE(sat) = 0.2 V
RB = kΩ
25.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −74 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 = −748 bit
U =
26.記数法むずかしい
あるシステムで、5000 個の項目それぞれに同じ長さの固有の 2 進コードを割り当てます。必要なビット数 b は最小でいくつですか?
5000
b = bit
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(0, 1, 3, 6, 10, 11, 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
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、7 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 + 37)/(s² + 2s + 2) の f(t) を平方完成によって求め、f(1) を計算せよ。
F(s) = (5s + 37)/(s² + 2s + 2)t = 1 s
f(1) =
30.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 8y′ + 15y = 2u′ + 8u 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 = 0.3 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.3) を求めよ。
y″ + 8y′ + 15y = 2u′ + 8ut = 0.3 s
g(0.3) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/((s + 1)(s + 5)) 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 + 1)(s + 5))単位負帰還
K =
32.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 6 が、プラント G(s) = 2/(s + 1) を単位負帰還ループで駆動する。外乱 D はプラントの入力に加わる(コントローラの出力に加算される)。 R = 0 のとき、大きさ 2 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 6G(s) = 2/(s + 1)D = 2R = 0
css =
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 134/(s² + 5s + 67) 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) = 134/(s² + 5s + 67)
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) = K/(s(s + 4)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 15 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 4))%OS = 15 %
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 = 10 kΩ, C = 22 nF です。2.2 kHz の正弦波入力が加えられます。 ゲイン |H| = |vout/vin| を dB で求めよ。
R = 10 kΩC = 22 nFf = 2.2 kHz
|H| = dB
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) = 160/(s(s + 10)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 160/(s(s + 10))
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 + 2)(s + 3)(s + 5))、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 + 2)(s + 3)(s + 5))
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 + 7)(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 + 7)(s² + 2s + 17))
θd = °
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 + 1)(s + 4)) です。ステップ入力に対する定常偏差が 20 % となるゲイン K を求めなさい。
G(s) = K/((s + 1)(s + 4))ess = 20 %
K =
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 5 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 2)) を制御しています。 ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、ステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 2/(s(s + 2))K = 5
ts = s