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 = 8 ΩR2 = 20 ΩR3 = 2 ΩR4 = 6 Ω
IR2 = 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 = 6 VR1 = 15 ΩR2 = 4 ΩR3 = 15 ΩR4 = 20 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 R3 を流れる電流 IR3 を求めよ。
V1 = 18 VIs = 2 AR1 = 12 ΩR2 = 2 ΩR3 = 2 ΩR4 = 3 Ω
IR3 = A
4.節点解析むずかしい
節点解析を使って 節点電圧 VA(接地基準) を求めよ。
V1 = 30 VIs = 1 AV2 = 9 VR1 = 4 ΩR2 = 3 ΩR3 = 15 ΩR4 = 5 ΩR5 = 20 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 R2 の両端電圧 VR2 を求めよ。
V1 = 15 VV2 = 10 VR1 = 15 ΩR2 = 8 ΩR3 = 15 Ω
VR2 = V
6.網目解析むずかしい
網目解析を使って 矢印の向きに R3 を流れる電流 IR3 を求めよ。
V1 = 12 VV2 = 9 VR1 = 12 ΩR2 = 8 ΩR3 = 6 ΩR4 = 2 ΩR5 = 12 Ω
IR3 = 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 = 15 VIs = 5 AR1 = 4 ΩR2 = 4 ΩR3 = 20 ΩR4 = 12 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 図の極性での R3 の両端電圧 VR3 を求めよ。
V1 = 24 VIs = 1 AV2 = 15 VR1 = 4 ΩR2 = 8 ΩR3 = 5 ΩR4 = 3 Ω
VR3 = V
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 = 18 VR1 = 2 ΩR2 = 6 ΩR3 = 3 Ω
IN = 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 = 24 VIs = 4 AR1 = 20 ΩR2 = 30 ΩR3 = 6 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 = 5 ms におけるコイルの電圧 vL を求めよ。
Vs = 24 VR = 33 ΩL = 100 mHt = 5 ms
vL = V
12.RC・RL 過渡現象むずかしい
タイマーが t = 0 に、12 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 10.8 V に達したとき、開始からちょうど 10 ms 後に作動しなければならない。 R = 10 kΩ のとき、必要な静電容量 C を求めよ。
Vs = 12 VVth = 10.8 VT = 10 msR = 10 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 120 V(実効値)、100 Hz の電源に接続する。 回路の力率 cos φ を求めよ。
V = 120 V (rms)f = 100 HzR = 60 ΩL = 100 mHC = 10 µF
cos 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)、50 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 = 12 V (rms)f = 50 HzR = 100 ΩL = 250 mHC = 47 µF
VC = V
15.交流電力と力率ふつう
2 つの負荷が 400 V の単相電源に並列に接続されている:遅れ力率 0.65 の 29 kW の負荷と、9 kW のヒーター(力率 1)。 電源から見た全体の力率 cos φ を求めよ。
V = 400 VP1 = 29 kW, pf1 = 0.65 遅れP2 = 9 kW, pf2 = 1
cos φ =
16.交流電力と力率むずかしい
単相負荷が 230 V、50 Hz の電源から遅れ力率 0.6 で 35 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。 新しい線電流 Inew を求めよ。
P = 35 kWpf1 = 0.6pf2 = 0.98V = 230 Vf = 50 Hz
Inew = A
17.三相電力ふつう
三相誘導電動機が全負荷で 18.5 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 0.85 である。電源の線間電圧は 690 V である。線電流 IL を求めよ。
Pout = 18.5 kWη = 92%cos φ = 0.85VL = 690 V
IL = A
18.三相電力むずかしい
平衡三相負荷が、400 V(線間)、50 Hz の電源から遅れ力率 0.75 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 0.95 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 = 150 kWpf1 = 0.75pf2 = 0.95VL = 400 Vf = 50 Hz
QC = kvar
19.変圧器ふつう
出力抵抗 7500 Ω の増幅器が、理想変圧器を介して 75 Ω のスピーカーを駆動する。最大電力を伝えるには、増幅器から見てスピーカーが 7500 Ω に見えなければならない。巻数比 a = N₁/N₂ を求めよ。
Rs = 7500 ΩRL = 75 Ω
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 1125 W である。 この変圧器が定格 kVA の 75% を遅れ力率 0.95 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 = 1125 Wx = 0.75pf = 0.95
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 ±12 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 = 2 kΩRf = 22 kΩVsat = ±12 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 = −0.5 V である。出力電圧 Vout を求めよ。
R1 = 2 kΩRf1 = 2 kΩR2 = 4.7 kΩRf2 = 22 kΩVin = −0.5 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 = 330 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 = 330 kΩRC = 2.2 kΩβ = 100VBE = 0.7 V
IC = mA
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が、負荷に最大 50 mA を供給しなければなりません。入力は 15 V まで下がることがあり、ツェナーが安定化するには少なくとも 2 mA が必要です。安定化を保てる最大の直列抵抗 Rmax を求めなさい。
Vin,min = 15 VVZ = 6.2 VIL,max = 50 mAIZ,min = 2 mA
Rmax = Ω
25.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −32 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 = −328 bit
U =
26.記数法むずかしい
ビットを 1010 0101 >> 3 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?
1010 0101>> 3
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
カルノー図を使って F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 13) の最小の積和形(SOP)を求めてください。リテラル L は合計でいくつ含まれますか(プライム付きの変数も 1 つのリテラルと数えます)?
F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 13)
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(2, 3, 7, 9, 10, 11, 12, 13) + d(1, 15) 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(2, 3, 7, 9, 10, 11, 12, 13) + d(1, 15)
N =
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = (2s + 21)/(s² + 9s + 14) である。その逆変換は f(t) = A·e−2t + B·e−7t の形になる。部分分数展開により係数 A を求めよ。
F(s) = (2s + 21)/(s² + 9s + 14)
A =
30.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 8y′ + 12y = 36·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) = 2 を加える。ラプラス変換を用いて y(0.6) を求めよ。
y″ + 8y′ + 12y = 36·u(t)y(0) = 1y′(0) = 0u(t) = 2t = 0.6 s
y(0.6) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 18)) 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(s + 18))単位負帰還
K =
32.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = K/((s + 1)(s + 3)(s + 7)) 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 + 1)(s + 3)(s + 7))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) = 88/(s² + 10s + 88) で、単位ステップ入力を受ける。 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) = 88/(s² + 10s + 88)
ts = s
34.ステップ応答むずかしい
単位負帰還ループの G(s) = 270/(s(s + 16)) 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) = 270/(s(s + 16))
ts = s
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 = 5 mH、C = 0.1 µF である。 Q 値 Q を求めよ。
R = 20 ΩL = 5 mHC = 0.1 µF
Q =
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) = 92/(s(s + 4)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 92/(s(s + 4))
PM = °
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 + 1)(s + 6)) 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 + 1)(s + 6))
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
ループ L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10)) について、閉ループ極を s = −2.5 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10))s = −2.5
K =
39.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 5/(5s + 1) を、比例ゲイン K = 20 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/(5s + 1)K = 20
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) = 4/(s + 1) を制御しています。閉ループは ωₙ = 2 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) = 4/(s + 1)ωₙ = 2 rad/sζ = 1
Kp =