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 = 18 VR1 = 4 ΩR2 = 3 ΩR3 = 8 ΩR4 = 8 Ω
IR1 = A
2.抵抗の直列・並列むずかしい
電源が供給し R1 を流れる電流 IR1 を求めよ。
V1 = 15 VR1 = 6 ΩR2 = 20 ΩR3 = 30 ΩR4 = 2 ΩR5 = 5 ΩR6 = 4 Ω
IR1 = A
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 = 9 VIs = 5 AR1 = 3 ΩR2 = 10 ΩR3 = 4 ΩR4 = 6 Ω
IR1 = A
4.節点解析むずかしい
電流源を、A の節点電圧が VA = 8 V になるまで調整する。節点解析を使って電源電流 Is(向きは図のとおり)を求めよ。
V1 = 6 VR1 = 3 ΩR2 = 30 ΩR3 = 12 ΩR4 = 15 ΩVA = 8 V
Is = 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 = 12 VR1 = 4 ΩR2 = 4 ΩR3 = 6 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 I2(時計回り) を求めよ。
V1 = 24 VV2 = 36 VR1 = 4 ΩR2 = 25 ΩR3 = 8 ΩR4 = 6 ΩR5 = 20 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 図の極性での R2 の両端電圧 VR2 を求めよ。
V1 = 6 VIs = 4 AR1 = 8 ΩR2 = 8 ΩR3 = 8 ΩR4 = 8 Ω
VR2 = V
8.重ね合わせの理むずかしい
R3 を流れる電流 IR3 を 0 にする電圧源 V2(極性は図のとおり)の値を求めよ。
V1 = 15 VIs = 6 AR1 = 25 ΩR2 = 25 ΩR3 = 10 ΩR4 = 12 Ω
V2 = V
9.テブナン・ノートンふつう
a–b 間に負荷 RL = 10 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 = 12 VR1 = 20 ΩR2 = 2 ΩR3 = 4 ΩRL = 10 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 = 5 VIs = 0.5 AR1 = 5 ΩR2 = 25 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。 t = 1 ms におけるコイルの電圧 vL を求めよ。
Vs = 5 VR = 100 ΩL = 47 mHt = 1 ms
vL = V
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 8 V に充電されている。 vC が 6.6 V に達するまでの時間はいくらか。t を求めよ。
Vs = 6 VR = 1 kΩC = 10 µFvC(0) = 8 V
t = ms
13.交流インピーダンスとフェーザふつう
直列 RLC 回路を 50 V(実効値)、1000 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 = 50 V (rms)f = 1000 HzR = 40 ΩL = 50 mHC = 10 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)、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 = 30 ΩL = 200 mHC = 22 µF
f0 = Hz
15.交流電力と力率ふつう
単相モーターが 240 V の電源から、遅れ力率 0.75 で 40 kW を消費する。 線電流 I を求めよ。
P = 40 kWpf = 0.75V = 240 V
I = A
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 0.65 で 15 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。 新しい線電流 Inew を求めよ。
P = 15 kWpf1 = 0.65pf2 = 0.92V = 400 Vf = 50 Hz
Inew = A
17.三相電力ふつう
平衡三相負荷が、線間電圧 690 V の電源から線電流 10 A を流している。力率は遅れ 0.75 である。負荷が消費する全有効電力 P を kW で求めよ。
VL = 690 VIL = 10 Acos φ = 0.75
P = kW
18.三相電力むずかしい
平衡三相負荷が、480 V(線間)、50 Hz の電源から遅れ力率 0.75 で 120 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 0.9 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 = 120 kWpf1 = 0.75pf2 = 0.9VL = 480 Vf = 50 Hz
Cph = µF
19.変圧器ふつう
単相 50 kVA、11000/400 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 = 50 kVAV1 = 11000 VV2 = 400 V
ILV = A
20.変圧器むずかしい
単相 50 kVA の変圧器の鉄損は 250 W である。 定格負荷、遅れ力率 0.9 での効率は 97.5% である。全負荷銅損 Pcu,fl を W で求めよ。
S = 50 kVAPcore = 250 Wpf = 0.9η = 97.5%
Pcu,fl = 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。 出力電圧 Vout を求めよ。
Vin = 4.5 VRa = 22 kΩRb = 4.7 kΩR1 = 100 kΩRf = 100 kΩ
Vout = 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。 全体の電圧利得 Av = Vout/Vin を求めよ。
R1 = 10 kΩRf1 = 100 kΩR2 = 10 kΩRf2 = 4.7 kΩ
Av =
23.ダイオードとトランジスタふつう
5 個の 黄 LED(順方向電圧は各 2.1 V)が、抵抗と直列に 24 V の電源につながれています。電流を 25 mA にする抵抗値 R を求めなさい。
Vs = 24 VVF = 2.1 Vn = 5I = 25 mA
R = Ω
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
6.2 V のツェナーレギュレータに 470 Ω の直列抵抗があります。入力は 20 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 = 20 VVZ = 6.2 VR = 470 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 1110 1001 OR 0111 0101 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?
1110 1001OR0111 0101
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
4 対 1 マルチプレクサの選択入力が S₁ = A、S₀ = B で、データ入力は I₀ = C、I₁ = 0、I₂ = C、I₃ = C′ につながれています。A, B, C の 8 通りの組み合わせのうち、出力 F = 1 になるのはいくつですか? N を求めてください。
I₀ = CI₁ = 0I₂ = CI₃ = C′
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
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、8 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) = (4s + 33)/(s² + 14s + 48) である。その逆変換は f(t) = A·e−6t + B·e−8t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (4s + 33)/(s² + 14s + 48)
A =
30.ラプラス変換むずかしい
ある系が微分方程式 y″ + 7y′ + 10y = 2u 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 = 0.6 s におけるインパルス応答 g(t) を計算せよ。g(0.6) を求めよ。
y″ + 7y′ + 10y = 2ut = 0.6 s
g(0.6) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 7/(s + 5) 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 = 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) = 7/(s + 5)H₁ = 4K = 8
p =
32.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/(s(s + 3)(s + 10)) を単位負帰還ループに入れる。 安定な最大ゲインでは、ループは振動します。振動の周波数 ω を rad/s で求めよ。
G(s) = K/(s(s + 3)(s + 10))単位負帰還
ω = rad/s
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 28.5/(s² + 12s + 57) 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) = 28.5/(s² + 12s + 57)
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 2 % にしたい。減衰比 ζ を求めよ。
%OS = 2 %
ζ =
35.ボード線図と余裕ふつう
図の RC ハイパスフィルタ は R = 3.3 kΩ, C = 22 nF です。1.1 kHz の正弦波入力が加えられます。 vin に対する vout の位相のずれ φ を度で求めよ。
R = 3.3 kΩC = 22 nFf = 1.1 kHz
φ = °
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 + 1)(s + 7)) である。 ゲイン余裕が 20 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 1)(s + 7))GM = 20 dB
K =
37.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは正帰還で、L(s) = 2/(s(s + 3)(s + 8)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 2/(s(s + 3)(s + 8))
N =
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(s + 2)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.6 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2))ζ = 0.6
K =
39.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 2t が、G(s) = 50(s + 1)/(s(s + 1)) 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) = 50(s + 1)/(s(s + 1))r(t) = 2t
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) = 10/(s + 2) を制御しています。閉ループは ωₙ = 3 rad/s、ζ = 1 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 10/(s + 2)ωₙ = 3 rad/sζ = 1
Kp =