1.抵抗の直列・並列ふつう
R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 10 VR1 = 20 ΩR2 = 3 ΩR3 = 20 ΩR4 = 20 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 = 9 VR1 = 5 ΩR2 = 5 ΩR3 = 10 ΩR4 = 20 ΩR5 = 4 ΩR6 = 6 Ω
Req = Ω
3.節点解析ふつう
節点解析を使って、電流源 Is が供給する電力 PIs を求めよ。
V1 = 10 VIs = 1.5 AR1 = 4 ΩR2 = 6 ΩR3 = 4 ΩR4 = 20 Ω
PIs = W
4.節点解析むずかしい
節点解析を使って 矢印の向きに R4 を流れる電流 IR4 を求めよ。
V1 = 10 VIs = 1 AV2 = 9 VR1 = 6 ΩR2 = 2 ΩR3 = 6 ΩR4 = 12 ΩR5 = 4 Ω
IR4 = A
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 = 15 VV2 = 10 VR1 = 10 ΩR2 = 8 ΩR3 = 8 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 R4 の両端電圧 VR4 を求めよ。
V1 = 12 VV2 = 10 VR1 = 12 ΩR2 = 3 ΩR3 = 15 ΩR4 = 5 ΩR5 = 6 Ω
VR4 = V
7.重ね合わせの理ふつう
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 = 24 VIs = 2.5 AR1 = 2 ΩR2 = 20 ΩR3 = 6 ΩR4 = 8 Ω
IR2 = 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 図の極性での R3 の両端電圧 VR3 を求めよ。
V1 = 24 VIs = 5 AV2 = 5 VR1 = 30 ΩR2 = 25 ΩR3 = 3 ΩR4 = 12 Ω
VR3 = V
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 = 15 VR1 = 5 ΩR2 = 6 ΩR3 = 6 ΩRL = 5 Ω
IL = 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 = 15 VIs = 1 AR1 = 2 ΩR2 = 6 ΩR3 = 8 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 75% に達するか。t を求めよ。
Vs = 9 VR = 20 ΩL = 68 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 = 1 ms でのコイルの電流 i を求めよ。
Vs = 24 VR1 = 33 ΩR2 = 10 ΩL = 33 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 230 V(実効値)、200 Hz の電源に接続する。 電流の実効値 I を求めよ。
V = 230 V (rms)f = 200 HzR = 20 ΩL = 150 mHC = 4.7 µF
I = A
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)、60 Hz の電源に接続する。 回路の共振周波数 f0 を求めよ。
V = 230 V (rms)f = 60 HzR = 50 ΩL = 20 mHC = 47 µF
f0 = Hz
15.交流電力と力率ふつう
インピーダンス Z = 24 + j7 Ω の負荷が 240 V(実効値)の単相電源に接続されている。 皮相電力 S を求めよ。
V = 240 VZ = 24 + j7 Ω
S = VA
16.交流電力と力率むずかしい
単相負荷が 230 V、60 Hz の電源から遅れ力率 0.8 で 5 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。 必要な静電容量 C を求めよ。
P = 5 kWpf1 = 0.8pf2 = 0.92V = 230 Vf = 60 Hz
C = µF
17.三相電力ふつう
1 相あたりのインピーダンスが 15 + j20 Ω の平衡 Y 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 = 15 + j20 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、690 V(線間)、50 Hz の電源から遅れ力率 0.7 で 300 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 = 300 kWpf1 = 0.7pf2 = 0.95VL = 690 Vf = 50 Hz
QC = kvar
19.変圧器ふつう
巻数比 N₁:N₂ = 20:1 の理想変圧器の一次巻線に 4800 V を加える。二次巻線に 5 Ω の抵抗を接続する。一次電流 I1 を求めよ。
N1:N2 = 20:1V1 = 4800 VRL = 5 Ω
I1 = A
20.変圧器むずかしい
単相 150 kVA の変圧器の鉄損は 450 W、定格負荷での銅損は 1800 W である。 この変圧器が定格 kVA の 50% を遅れ力率 0.85 で供給している。この負荷での全損失 Ploss を W で求めよ。
S = 150 kVAPcore = 450 WPcu,fl = 1800 Wx = 0.5pf = 0.85
Ploss = W
21.オペアンプ回路ふつう
差動増幅器は ±15 V 電源の理想オペアンプを使い、R3 = R1、R4 = R2 である。 出力電圧 Vout を求めよ。
V1 = 1.5 VV2 = 2.5 VR1 = R3 = 22 kΩR2 = R4 = 10 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。 出力電圧 Vout を求めよ。
V1 = −1.7 VV2 = 0.9 VR1 = 100 kΩR2 = 1 kΩRf = 10 kΩ
Vout = V
23.ダイオードとトランジスタふつう
β = 80 の NPN トランジスタが、電源 VCC = 12 V からベース抵抗 RB = 1000 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。 コレクタ電流 IC を mA で求めよ。
VCC = 12 VRB = 1000 kΩRC = 2.2 kΩβ = 80VBE = 0.7 V
IC = mA
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
β = 200 の NPN トランジスタが、VCC = 24 V とコレクタの間に接続された 330 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 = 24 VRC = 330 Ωβ = 200Vin = 5 VVBE = 0.7 VVCE(sat) = 0.2 V
RB = kΩ
25.記数法ふつう
−115 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 = −1158 bit
U =
26.記数法むずかしい
ビットを 1101 1010 OR 1100 1111 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?
1101 1010OR1100 1111
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
F = ABC′ + BC′ + BC + A′C を最小の積和形に簡単化してください。簡単化した式に含まれるリテラル L はいくつですか?
F = ABC′ + BC′ + BC + A′C
L =
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, 1, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 13, 15) + d(2, 7) 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, 1, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 13, 15) + d(2, 7)
N =
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = (3s + 4)/(s² + 4s + 4) の f(t) を求め、f(0.3) を計算せよ。
F(s) = (3s + 4)/(s² + 4s + 4)t = 0.3 s
f(0.3) =
30.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 5y′ + 6y = 24·u(t) に従い、y(0) = 2、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 4 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.6) を求めよ。
y″ + 5y′ + 6y = 24·u(t)y(0) = 2y′(0) = 0u(t) = 4t = 0.6 s
y(0.6) =
31.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 2(s + 6)/((s + 4)(s + 8)) である。基準入力に大きさ 5 のステップを加える。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 2(s + 6)/((s + 4)(s + 8))R = 5
ess =
32.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 5 が、プラント G(s) = 1/(s + 5) 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 1 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 5G(s) = 1/(s + 5)D = 1R = 0
css =
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 43/(s² + 5s + 86) 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) = 43/(s² + 5s + 86)
σ =
34.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 50/(s(s + 6)) 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) = 50/(s(s + 6))
ts = s
35.ボード線図と余裕ふつう
ω = 20 rad/s における G(s) = 33(s + 12)/(s(s + 1)) の位相 ∠G(jω) を度で求めよ。
G(s) = 33(s + 12)/(s(s + 1))ω = 20 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) = 80/(s(s + 10)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 80/(s(s + 10))
ωc = rad/s
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 + 5)(s + 8)) 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 + 5)(s + 8))
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 + 10)/(s(s + 4)) の根軌跡は、s = 0 と s = −4 の間で実軸から離れ、円を描いて零点の左側で再び実軸に戻ります。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K(s + 10)/(s(s + 4))
sb =
39.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 5t が、G(s) = 5(s + 3)/(s(s + 2)(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) = 5(s + 3)/(s(s + 2)(s + 10))r(t) = 5t
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) = 1/(s + 1) を制御しています。閉ループは ωₙ = 5 rad/s、ζ = 0.5 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 1/(s + 1)ωₙ = 5 rad/sζ = 0.5
Kp =