1.抵抗の直列・並列ふつう
電源が供給し R1 を流れる電流 IR1 を求めよ。
V1 = 9 VR1 = 4 ΩR2 = 8 ΩR3 = 20 ΩR4 = 3 Ω
IR1 = A
2.抵抗の直列・並列むずかしい
R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 24 VR1 = 4 ΩR2 = 5 ΩR3 = 4 ΩR4 = 5 ΩR5 = 5 ΩR6 = 25 Ω
IR2 = A
3.節点解析ふつう
A と B の間の電圧源 Vₛ は + 端子が B にあるので、VB − VA = 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。
Is = 3 AVs = 10 VR1 = 15 ΩR2 = 4 Ω
Ix = 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 B にあるので、VB − VA = 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 = 18 VIs = 5 AVs = 12 VR1 = 12 ΩR2 = 3 ΩR3 = 3 Ω
VA = V
5.網目解析ふつう
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 = 10 VV2 = 9 VR1 = 15 ΩR2 = 20 ΩR3 = 5 Ω
VR3 = V
6.網目解析むずかしい
網目解析を使って 網目電流 I2(時計回り) を求めよ。
V1 = 36 VV2 = 12 VR1 = 10 ΩR2 = 15 ΩR3 = 6 ΩR4 = 8 ΩR5 = 4 Ω
I2 = 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 R3 を流れる電流 IR3 を求めよ。
V1 = 9 VIs = 1 AR1 = 12 ΩR2 = 6 ΩR3 = 6 ΩR4 = 2 Ω
IR3 = 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 矢印の向きに R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 12 VIs = 5 AV2 = 18 VR1 = 10 ΩR2 = 25 ΩR3 = 5 ΩR4 = 2 Ω
IR2 = A
9.テブナン・ノートンふつう
a–b 間に負荷 RL = 8 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 = 8 ΩR2 = 12 ΩR3 = 3 ΩRL = 8 Ω
IL = A
10.テブナン・ノートンむずかしい
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 = 18 VIs = 4 AR1 = 2 ΩR2 = 30 ΩR3 = 30 ΩRL = 5 Ω
IL = 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。 t = 5 ms における電流 i を求めよ。
Vs = 5 VR = 20 ΩL = 47 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 12 V に充電されている。 t = 250 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 9 VR = 6.8 kΩC = 22 µFvC(0) = 12 Vt = 250 ms
vC = V
13.交流インピーダンスとフェーザふつう
C = 47 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 = 47 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 24 V(実効値)、500 Hz の電源に接続する。 電流の実効値 I を求めよ。
V = 24 V (rms)f = 500 HzR = 80 ΩL = 20 mHC = 47 µF
I = A
15.交流電力と力率ふつう
単相モーターが 400 V の電源から、遅れ力率 0.85 で 9 kW を消費する。 モーターの無効電力 Q を求めよ。
P = 9 kWpf = 0.85V = 400 V
Q = kvar
16.交流電力と力率むずかしい
単相負荷が 400 V、50 Hz の電源から遅れ力率 0.8 で 20 kW を消費する。並列にコンデンサをつないで力率を 0.98 に改善する。 必要な静電容量 C を求めよ。
P = 20 kWpf1 = 0.8pf2 = 0.98V = 400 Vf = 50 Hz
C = µF
17.三相電力ふつう
三相誘導電動機が全負荷で 11 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 415 V である。線電流 IL を求めよ。
Pout = 11 kWη = 93%cos φ = 0.85VL = 415 V
IL = A
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 0.75 で 200 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 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 = 200 kWpf1 = 0.75pf2 = 0.92VL = 415 Vf = 60 Hz
Cph = µF
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 2400 V を加える。二次巻線に 60 Ω の抵抗を接続する。一次電流 I1 を求めよ。
N1:N2 = 20:1V1 = 2400 VRL = 60 Ω
I1 = A
20.変圧器むずかしい
単相 50 kVA の変圧器の鉄損は 200 W、定格負荷での銅損は 600 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 = 50 kVAPcore = 200 WPcu,fl = 600 Wx = 0.25pf = 0.8
Ploss = W
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 31 にする帰還抵抗 Rf を選べ。
R1 = 4.7 kΩAv = 31
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 = 1.1 VV2 = −1.8 VR1 = 47 kΩR2 = 10 kΩRf = 22 kΩ
Vout = V
23.ダイオードとトランジスタふつう
β = 75 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 = 2.7 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 = 9 VRB = 220 kΩRC = 2.7 kΩβ = 75VBE = 0.7 V
VCE = V
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
12 V のツェナーレギュレータに 220 Ω の直列抵抗があります。入力は 19 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 = 19 VVZ = 12 VR = 220 Ω
PZ,max = mW
25.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −116 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 = −1168 bit
U =
26.記数法むずかしい
ビットを 0111 1110 >> 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?
0111 1110>> 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
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, 2, 3, 5, 12, 14)
- 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
d はドントケア条件を表します。F(A, B, C, D) = Σm(3, 5, 7, 9, 11, 15) + d(1, 8) について、必須主項の個数 N を求めてください。
F(A, B, C, D) = Σm(3, 5, 7, 9, 11, 15) + d(1, 8)
N =
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = (4s + 7)/(s² + 9s + 20) である。その逆変換は f(t) = A·e−4t + B·e−5t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (4s + 7)/(s² + 9s + 20)
A =
30.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 1、y′(0) = 0 の条件で y″ + 10y′ + 24y = 0 を解き、y(0.3) を求めよ。
y″ + 10y′ + 24y = 0y(0) = 1y′(0) = 0t = 0.3 s
y(0.3) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 3/(s + 7) には、ゲイン H₁ = 3 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 = 8 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 + 7)H₁ = 3K = 8
p =
32.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 36/(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。 その実部 σ を求めよ。
G(s) = 36/(s(s + 6))H = 1
σ =
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 28/(s² + 5s + 14) 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) = 28/(s² + 5s + 14)
ωn = rad/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 + 2)) 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 + 2))%OS = 15 %
K =
35.ボード線図と余裕ふつう
図の直列 RLC バンドパスフィルタでは、出力は R = 20 Ω の両端でとり、L = 100 mH、C = 10 µF である。 −3 dB 帯域幅 BW を Hz で求めよ。
R = 20 ΩL = 100 mHC = 10 µF
BW = Hz
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 + 6)(s + 10)) である。 ゲイン余裕が 12 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 6)(s + 10))GM = 12 dB
K =
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 + 6)/(s(s + 1)(s + 4))、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 + 6)/(s(s + 1)(s + 4))
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 + 2)(s + 3)(s + 5)) の根軌跡を描きました。軌跡が虚軸と交わる周波数 ω を求めなさい。
L(s) = K/((s + 2)(s + 3)(s + 5))
ω = rad/s
39.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 2/(1s + 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) = 2/(1s + 1)K = 10
ess = %
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 2 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。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 2/(s(s + 2))K = 2
tp = s