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 = 24 VR1 = 6 ΩR2 = 2 ΩR3 = 4 ΩR4 = 6 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 = 6 ΩR2 = 5 ΩR3 = 3 ΩR4 = 4 ΩR5 = 15 ΩR6 = 3 Ω
Req = Ω
3.節点解析ふつう
節点解析を使って 節点電圧 VB(接地基準) を求めよ。
V1 = 6 VIs = 3 AR1 = 8 ΩR2 = 4 ΩR3 = 12 ΩR4 = 10 Ω
VB = V
4.節点解析むずかしい
電流源を、A の節点電圧が VA = 5 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 = 10 ΩR2 = 25 ΩR3 = 25 ΩR4 = 4 ΩVA = 5 V
Is = A
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 = 15 VV2 = 9 VR1 = 15 ΩR2 = 6 ΩR3 = 20 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 I1(時計回り) を求めよ。
V1 = 5 VV2 = 5 VR1 = 20 ΩR2 = 8 ΩR3 = 3 ΩR4 = 25 ΩR5 = 8 Ω
I1 = A
7.重ね合わせの理ふつう
重ね合わせの理を使って、R1 が消費する電力 PR1 を求めよ。
V1 = 24 VIs = 1 AR1 = 20 ΩR2 = 20 ΩR3 = 3 ΩR4 = 12 Ω
PR1 = W
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 R4 を流れる電流 IR4 を求めよ。
V1 = 6 VIs = 5 AV2 = 5 VR1 = 5 ΩR2 = 2 ΩR3 = 10 ΩR4 = 6 Ω
IR4 = A
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 = 6 VR1 = 5 ΩR2 = 4 ΩR3 = 20 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 = 6 VIs = 6 AR1 = 20 ΩR2 = 15 ΩR3 = 15 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 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 = 5 ΩL = 22 mHt = 5 ms
W = mJ
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 3 V に充電されている。 vC が 3.9 V に達するまでの時間はいくらか。t を求めよ。
Vs = 6 VR = 4.7 kΩC = 47 µFvC(0) = 3 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 120 V(実効値)、200 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 = 200 HzR = 60 ΩL = 50 mHC = 100 µF
cos φ =
14.交流インピーダンスとフェーザむずかしい
抵抗 R1 が、R2 とコンデンサ C の並列回路と直列に接続され、12 V(実効値)、500 Hz の電源に接続されている。 電流の実効値 I を求めよ。
V = 12 V (rms)f = 500 HzR1 = 50 ΩR2 = 30 ΩC = 22 µF
I = A
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 8 A と 1288 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 = 8 AP = 1288 W
R = Ω
16.交流電力と力率むずかしい
12 V(実効値)、50 Hz の電源の内部インピーダンスは Zs = 10 + j6 Ω である。負荷インピーダンス ZL は自由に選べる。 最大電力を得る負荷を、抵抗とコンデンサの直列回路でつくる。静電容量 C を求めよ。
Vs = 12 V (rms)f = 50 HzZs = 10 + j6 Ω
C = µF
17.三相電力ふつう
1 相あたりのインピーダンスが 16 + j12 Ω の平衡 Δ 結線負荷が、線間電圧 480 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 = 480 VZ = 16 + j12 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、480 V(線間)、50 Hz の電源から遅れ力率 0.78 で 250 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 = 250 kWpf1 = 0.78pf2 = 0.95VL = 480 Vf = 50 Hz
Cph = µF
19.変圧器ふつう
巻数比 N₁:N₂ = 5:1 の理想変圧器の一次巻線に 1150 V を加える。二次巻線に 4 Ω の抵抗を接続する。一次電流 I1 を求めよ。
N1:N2 = 5:1V1 = 1150 VRL = 4 Ω
I1 = A
20.変圧器むずかしい
単相 75 kVA の変圧器の鉄損は 375 W、定格負荷での銅損は 1125 W である。 効率が最大になる負荷 Sη,max を kVA で求めよ。
S = 75 kVAPcore = 375 WPcu,fl = 1125 W
Sη,max = kVA
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 = 2 VRa = 47 kΩRb = 100 kΩR1 = 2 kΩRf = 2 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 = −0.1 VV2 = 1.8 VR1 = 47 kΩR2 = 22 kΩRf = 22 kΩ
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 = 10 V からベース抵抗 RB = 560 kΩ でバイアスされている。コレクタ抵抗は RC = 1.5 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 = 10 VRB = 560 kΩRC = 1.5 kΩβ = 100VBE = 0.7 V
VCE = V
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
β = 50 の NPN トランジスタが、VCC = 5 V とコレクタの間に接続された 470 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 = 220 kΩ を通して駆動される。VBE = 0.7 V、VCE(sat) = 0.2 V とする。 入力がハイのときのコレクタ電流 IC を mA で求めよ。まずトランジスタが飽和しているかどうかを判断せよ。
VCC = 5 VRC = 470 Ωβ = 50Vin = 5 VVBE = 0.7 VVCE(sat) = 0.2 VRB = 220 kΩ
IC = mA
25.記数法ふつう
8 ビットのパターン 0011 0110 は、符号付き整数を 2 の補数で表しています。10 進数での値 N はいくつですか?
0011 01108 bit
N =
26.記数法むずかしい
10 ビットの 2 の補数で表せる最小(最も負の)整数 N はいくつですか?
10 bit
N =
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(1, 3, 5, 9, 10, 11, 12, 15)
- 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
4 ビット 2 進アップカウンタ は 10(10 進数、Q = 1010)から始まります。24 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 = 1024n = 4
Q =
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = (3s + 19)/(s² + 10s + 25) の f(t) を求め、f(0.1) を計算せよ。
F(s) = (3s + 19)/(s² + 10s + 25)t = 0.1 s
f(0.1) =
30.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 5、y′(0) = 3 の条件で y″ + 5y′ + 4y = 0 を解き、y(0.8) を求めよ。
y″ + 5y′ + 4y = 0y(0) = 5y′(0) = 3t = 0.8 s
y(0.8) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 19/(s + 8) を、センサのゲインが H = 0.5 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 5 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 19/(s + 8)H = 0.5R = 5
css =
32.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 54/(s(s + 9)) を、センサのゲイン H = 0.5 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) = 54/(s(s + 9))H = 0.5
σ =
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 56/(s² + 12s + 56) 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) = 56/(s² + 12s + 56)
σ =
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 + 8)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 5 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 8))%OS = 5 %
K =
35.ボード線図と余裕ふつう
図の RL ローパスフィルタ は R = 100 Ω, L = 1 mH です。160 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 = 100 ΩL = 1 mHf = 160 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) = 23.2/(s(s + 8)) である。 位相余裕 PM を度で求めよ。
L(s) = 23.2/(s(s + 8))
PM = °
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 + 1)(s + 2)(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 + 1)(s + 2)(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 + 4)(s + 6)) 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 + 4)(s + 6))
ω = rad/s
39.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 0.5/(5s + 1) を、比例ゲイン K = 19 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) = 0.5/(5s + 1)K = 19
ess = %
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 2 + 2/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 2/((s + 1)(s + 10)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 2t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 2 + 2/sG(s) = 2/((s + 1)(s + 10))r(t) = 2t
ess =