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 = 3 ΩR2 = 2 ΩR3 = 12 ΩR4 = 5 Ω
IR1 = A
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 = 3 ΩR2 = 12 ΩR3 = 10 ΩR4 = 8 ΩR5 = 12 ΩR6 = 2 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 = 30 VIs = 2 AR1 = 12 ΩR2 = 12 ΩR3 = 5 ΩR4 = 5 Ω
VA = V
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 = 24 VIs = 5 AVs = 8 VR1 = 6 ΩR2 = 12 ΩR3 = 2 Ω
VA = V
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 = 18 VV2 = 30 VR1 = 10 ΩR2 = 12 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 = 36 VV2 = 12 VR1 = 12 ΩR2 = 20 ΩR3 = 20 ΩR4 = 15 ΩR5 = 15 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 R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 24 VIs = 1.5 AR1 = 4 ΩR2 = 15 ΩR3 = 12 ΩR4 = 6 Ω
IR2 = 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、R2 が消費する電力 PR2 を求めよ。
V1 = 24 VIs = 2 AV2 = 18 VR1 = 12 ΩR2 = 8 ΩR3 = 10 ΩR4 = 2 Ω
PR2 = W
9.テブナン・ノートンふつう
a–b 間に負荷 RL = 20 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 = 6 VR1 = 2 ΩR2 = 15 ΩR3 = 2 ΩRL = 20 Ω
IL = A
10.テブナン・ノートンむずかしい
a–b 間に負荷 RL = 4 Ω を接続する。テブナン等価回路を使って、負荷で消費される電力 PL を求めよ。
V1 = 18 VIs = 3 AR1 = 3 ΩR2 = 20 ΩR3 = 2 ΩRL = 4 Ω
PL = W
11.RC・RL 過渡現象ふつう
電源 Vₛ は R₁ を通してコンデンサを充電し、R₂ は C と並列に接続されています。 t = 0 でスイッチが閉じるとき、コンデンサは充電されていない。 スイッチを閉じた後の回路の時定数 τ を求めよ。
Vs = 20 VR1 = 2.2 kΩR2 = 3.3 kΩC = 33 µF
τ = ms
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 2 V に充電されている。 t = 5 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 9 VR = 1 kΩC = 10 µFvC(0) = 2 Vt = 5 ms
vC = V
13.交流インピーダンスとフェーザふつう
直列 RLC 回路を 24 V(実効値)、60 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 = 60 HzR = 100 ΩL = 200 mHC = 4.7 µF
I = A
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、周波数を回路の共振周波数に設定した 5 V(実効値)の電源で駆動する。コイルの両端の電圧の実効値 VL を求めよ。
V = 5 V (rms)R = 20 ΩL = 50 mHC = 4.7 µF
VL = V
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 0.9 で 30 kW を消費する。 モーターの無効電力 Q を求めよ。
P = 30 kWpf = 0.9V = 400 V
Q = kvar
16.交流電力と力率むずかしい
単相負荷が 400 V、60 Hz の電源から遅れ力率 0.8 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 = 0.8pf2 = 0.92V = 400 Vf = 60 Hz
Inew = A
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 Y 結線負荷が、線間電圧 415 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 = 415 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、690 V(線間)、50 Hz の電源から遅れ力率 0.7 で 100 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 = 100 kWpf1 = 0.7pf2 = 0.92VL = 690 Vf = 50 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 4800 V を加える。二次巻線に 12 Ω の抵抗を接続する。一次電流 I1 を求めよ。
N1:N2 = 20:1V1 = 4800 VRL = 12 Ω
I1 = A
20.変圧器むずかしい
単相 75 kVA の変圧器の鉄損は 225 W、定格負荷での銅損は 450 W である。 この変圧器が定格 kVA の 75% を遅れ力率 0.85 で供給している。この負荷での全損失 Ploss を W で求めよ。
S = 75 kVAPcore = 225 WPcu,fl = 450 Wx = 0.75pf = 0.85
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。 出力電圧 Vout を求めよ。
Vin = −0.4 VR1 = 2 kΩRf = 22 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。 帰還抵抗を出力向きに流れる電流 If を求めよ。
V1 = 1.8 VV2 = −1.5 VR1 = 1 kΩR2 = 4.7 kΩRf = 1 kΩ
If = mA
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 = 10 V からベース抵抗 RB = 150 kΩ でバイアスされている。コレクタ抵抗は RC = 1 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 = 10 VRB = 150 kΩRC = 1 kΩβ = 75VBE = 0.7 V
IC = mA
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
β = 100 の NPN トランジスタが、VCC = 12 V とコレクタの間に接続された 680 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 を通して駆動される。VBE = 0.7 V、VCE(sat) = 0.2 V とする。 確実にスイッチングさせるため、ベース電流を飽和に必要な最小値の 3 倍に設計する。RB を kΩ で求めよ。
VCC = 12 VRC = 680 Ωβ = 100Vin = 5 VVBE = 0.7 VVCE(sat) = 0.2 Vオーバードライブ係数 = 3
RB = kΩ
25.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −82 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 = −828 bit
U =
26.記数法むずかしい
ビットを 0110 0000 >> 2 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?
0110 0000>> 2
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
F = BC + A′BC + A′C + ABC′ を最小の積和形に簡単化してください。簡単化した式に含まれるリテラル L はいくつですか?
F = BC + A′BC + A′C + ABC′
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(1, 3, 9, 10) + d(5, 7, 12) 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(1, 3, 9, 10) + d(5, 7, 12)
N =
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = (6s + 6)/(s² + 6s + 9) の f(t) を求め、f(0.25) を計算せよ。
F(s) = (6s + 6)/(s² + 6s + 9)t = 0.25 s
f(0.25) =
30.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = 2、y′(0) = −14 の条件で y″ + 5y′ + 6y = 0 を解き、y(0.25) を求めよ。
y″ + 5y′ + 6y = 0y(0) = 2y′(0) = −14t = 0.25 s
y(0.25) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = K/(s(s + 13)) 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 + 13))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 + 4)(s + 8)) 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 + 1)(s + 4)(s + 8))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) = 7/(s² + 3s + 7) 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) = 7/(s² + 3s + 7)
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) = K/(s(s + 5)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 2 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 5))%OS = 2 %
K =
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 = 1 kΩ, C = 10 nF です。32 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 = 1 kΩC = 10 nFf = 32 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) = 84/(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) = 84/(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
制御対象 G(s) = (s + 1)/((s − 4)(s + 2)) は s = 4 に不安定な極をもちます。比例ゲイン K で、その周りに単位フィードバックのループを組みます。閉ループが安定になる最小のゲイン Kmin を求めなさい。
G(s) = (s + 1)/((s − 4)(s + 2))
Kmin =
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 + 7)(s² + 2s + 10)) について、上半平面にある複素極からの根軌跡の出発角 θd を、正の実軸から測って求めなさい。
L(s) = K/((s + 7)(s² + 2s + 10))
θd = °
39.定常偏差と PID 制御ふつう
入力 r(t) = 5 + 0.5t(ステップとランプの和)が、G(s) = 5/(s(s + 1)(s + 4)) 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) = 5/(s(s + 1)(s + 4))r(t) = 5 + 0.5t
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) = 5/(s(s + 10)) を制御しています。閉ループの減衰比を ζ = 0.5 にするゲイン K を求めなさい。
G(s) = 5/(s(s + 10))ζ = 0.5
K =