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 = 30 VR1 = 6 ΩR2 = 10 ΩR3 = 3 ΩR4 = 20 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 = 24 VR1 = 10 ΩR2 = 6 ΩR3 = 25 ΩR4 = 2 ΩR5 = 8 ΩR6 = 25 Ω
Req = Ω
3.節点解析ふつう
節点解析を使って 節点電圧 VA(接地基準) を求めよ。
V1 = 15 VIs = 3 AR1 = 20 ΩR2 = 3 ΩR3 = 4 ΩR4 = 15 Ω
VA = 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 R1 を流れる電流 IR1 を求めよ。
V1 = 15 VIs = 0.5 AV2 = 12 VR1 = 20 ΩR2 = 10 ΩR3 = 4 ΩR4 = 2 ΩR5 = 6 Ω
IR1 = 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 = 9 VV2 = 9 VR1 = 15 ΩR2 = 5 ΩR3 = 10 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 R4 を流れる電流 IR4 を求めよ。
V1 = 9 VV2 = 30 VR1 = 8 ΩR2 = 25 ΩR3 = 2 ΩR4 = 4 ΩR5 = 5 Ω
IR4 = A
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 R1 を流れる電流 IR1 を求めよ。
V1 = 24 VIs = 3 AR1 = 6 ΩR2 = 20 ΩR3 = 20 ΩR4 = 4 Ω
IR1 = 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、R4 が消費する電力 PR4 を求めよ。
V1 = 10 VIs = 1.5 AV2 = 10 VR1 = 3 ΩR2 = 15 ΩR3 = 8 ΩR4 = 12 Ω
PR4 = 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 = 4 ΩR2 = 4 ΩR3 = 12 Ω
Vth = V
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 = 12 VIs = 1.5 AR1 = 4 ΩR2 = 12 ΩR3 = 6 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。 t = 1 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 = 20 VR = 22 ΩL = 22 mHt = 1 ms
W = mJ
12.RC・RL 過渡現象むずかしい
タイマーが t = 0 に、5 V の電源から抵抗を通して充電されていないコンデンサの充電を始める。コンデンサの電圧が 4.5 V に達したとき、開始からちょうど 100 ms 後に作動しなければならない。 R = 22 kΩ のとき、必要な静電容量 C を求めよ。
Vs = 5 VVth = 4.5 VT = 100 msR = 22 kΩ
C = µF
13.交流インピーダンスとフェーザふつう
直列 RLC 回路を 100 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 = 100 V (rms)f = 60 HzR = 25 ΩL = 100 mHC = 100 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 12 V(実効値)、100 Hz の電源に接続する。 回路の共振周波数 f0 を求めよ。
V = 12 V (rms)f = 100 HzR = 60 ΩL = 50 mHC = 10 µF
f0 = Hz
15.交流電力と力率ふつう
誘導性負荷が 230 V(実効値)の単相電源から 19.5 A と 3812 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 = 230 VI = 19.5 AP = 3812 W
R = Ω
16.交流電力と力率むずかしい
単相負荷が 240 V、50 Hz の電源から遅れ力率 0.65 で 20 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。 コンデンサが供給すべき無効電力 QC を求めよ。
P = 20 kWpf1 = 0.65pf2 = 0.92V = 240 Vf = 50 Hz
QC = kvar
17.三相電力ふつう
三相誘導電動機が全負荷で 90 kW の機械出力を出している。この負荷での効率は 88%、力率は遅れ 0.86 である。電源の線間電圧は 400 V である。線電流 IL を求めよ。
Pout = 90 kWη = 88%cos φ = 0.86VL = 400 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 0.72 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 = 0.72pf2 = 0.95VL = 690 Vf = 60 Hz
QC = kvar
19.変圧器ふつう
巻数比 N₁:N₂ = 2:1 の理想変圧器の二次巻線に 75 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 = 2:1RL = 75 Ω
R1′ = Ω
20.変圧器むずかしい
単相 150 kVA の変圧器の鉄損は 1200 W、定格負荷での銅損は 1800 W である。 効率が最大になる負荷 Sη,max を kVA で求めよ。
S = 150 kVAPcore = 1200 WPcu,fl = 1800 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 5 にする帰還抵抗 Rf を選べ。
R1 = 10 kΩAv = 5
Rf = kΩ
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。 全体の電圧利得 Av = Vout/Vin を求めよ。
R1 = 4.7 kΩRf1 = 22 kΩR2 = 100 kΩRf2 = 22 kΩ
Av =
23.ダイオードとトランジスタふつう
β = 50 の NPN トランジスタが、電源 VCC = 9 V からベース抵抗 RB = 220 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 = 9 VRB = 220 kΩRC = 2.2 kΩβ = 50VBE = 0.7 V
IC = mA
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
ダイオードを、0.6 V と 25 Ω の直列(0.6 V 以上で導通)としてモデル化します。これを 470 Ω の抵抗と直列にして 9 V の電源につなぎます。ダイオードの直線が負荷線と交わる動作電流 ID を求めなさい。
Vs = 9 VR = 470 ΩV0 = 0.6 Vrd = 25 Ω
ID = mA
25.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −70 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 = −708 bit
U =
26.記数法むずかしい
非圧縮の画像が 512 × 512 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?
512 × 512 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
カルノー図を使って F(A, B, C, D) = Σm(0, 2, 5, 15) 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(0, 2, 5, 15)
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
同期式 mod-6 カウンタ は 0, 1, …, 5 と数えて 0 に戻ります。初期値は 3 です。12 クロックパルスのあとの計数値 Q(10 進数)はいくつですか?
Q0 = 312N = 6
Q =
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = (3s + 36)/(s² + 2s + 5) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.3) を計算せよ。
F(s) = (3s + 36)/(s² + 2s + 5)t = 0.3 s
f(0.3) =
30.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 10y′ + 24y = 24·u(t) に従い、y(0) = 1、y′(0) = 0 である。t = 0 でステップ入力 u(t) = 5 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.1) を求めよ。
y″ + 10y′ + 24y = 24·u(t)y(0) = 1y′(0) = 0u(t) = 5t = 0.1 s
y(0.1) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 3/(s + 2) には、ゲイン H₁ = 4 の内側(マイナー)の負帰還ループがある。コントローラのゲイン K = 7 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの極 p を求めよ。
G(s) = 3/(s + 2)H₁ = 4K = 7
p =
32.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 4)(s + 10)) を単位負帰還ループに入れる。 ラウス・フルビッツの安定判別法を用いて、閉ループが安定となる最大のゲイン Kmax を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 4)(s + 10))単位負帰還
Kmax =
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 234/(s² + 12s + 78) で、単位ステップ入力を受ける。 固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
G(s) = 234/(s² + 12s + 78)
ωn = rad/s
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、オーバーシュートを 40 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 40 %
ζ =
35.ボード線図と余裕ふつう
ω = 3 rad/s における G(s) = 2992/((s + 11)(s + 16)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 2992/((s + 11)(s + 16))ω = 3 rad/s
|G(jω)| = 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) = 334/(s(s + 7)(s + 8)) である。 ∠L(jω) = −180° となる位相交差周波数 ω180 を求めよ。
L(s) = 334/(s(s + 7)(s + 8))
ω180 = rad/s
37.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは K = 132、L(s) = K/(s(s + 5)(s + 6)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 5)(s + 6))K = 132
m =
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 + 9)/(s(s + 8)) の根軌跡は、s = 0 と s = −8 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 + 9)/(s(s + 8))
sb =
39.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 5/(0.5s + 1) を、比例ゲイン K = 10 で単位フィードバックのループにより制御します。ステップ入力に対する定常偏差 ess を、ステップの大きさに対する百分率で求めなさい。
G(s) = 5/(0.5s + 1)K = 10
ess = %
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/(s(s + 5)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.8 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 2/(s(s + 5))ζ = 0.8
K =