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 = 24 VR1 = 6 ΩR2 = 15 ΩR3 = 3 ΩR4 = 10 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 = 10 VR1 = 10 ΩR2 = 5 ΩR3 = 8 ΩR4 = 3 ΩR5 = 6 ΩR6 = 15 Ω
IR2 = A
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 = 9 VIs = 3 AR1 = 10 ΩR2 = 8 ΩR3 = 2 ΩR4 = 8 Ω
VA = V
4.節点解析むずかしい
電流源を、A の節点電圧が VA = 11 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 = 6 ΩR2 = 25 ΩR3 = 4 ΩR4 = 15 ΩVA = 11 V
Is = A
5.網目解析ふつう
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 = 18 VV2 = 6 VR1 = 10 ΩR2 = 5 ΩR3 = 4 Ω
IR3 = A
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 = 30 VV2 = 9 VR1 = 2 ΩR2 = 12 ΩR3 = 15 ΩR4 = 10 ΩR5 = 3 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、R3 が消費する電力 PR3 を求めよ。
V1 = 9 VIs = 2 AR1 = 12 ΩR2 = 10 ΩR3 = 5 ΩR4 = 3 Ω
PR3 = W
8.重ね合わせの理むずかしい
線形抵抗回路に 3 つの独立電源 V1、V2、Is がある。負荷を流れる電流 I を 3 回測定した。すべての電源が通常の値のとき I = 17 mA。V1 を 2 倍にし、他の 2 つはそのままのとき I = 24 mA。Is の向きを逆にし、他の 2 つはそのままのとき I = 2 mA。V2 を止め、V1 と Is が通常の値のときの負荷電流 I を求めよ。
通常: I = 17 mA2·V1: I = 24 mA−Is: I = 2 mA
I = mA
9.テブナン・ノートンふつう
端子 a–b から見たテブナン抵抗 Rth を求めよ。
V1 = 9 VR1 = 2 ΩR2 = 15 ΩR3 = 6 Ω
Rth = Ω
10.テブナン・ノートンむずかしい
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 = 30 VIs = 3 AR1 = 15 ΩR2 = 6 ΩR3 = 5 ΩRL = 20 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 = 1 ms におけるコイルの電圧 vL を求めよ。
Vs = 15 VR = 33 ΩL = 47 mHt = 1 ms
vL = V
12.RC・RL 過渡現象むずかしい
タイマーが t = 0 に、9 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 5.4 V に達したとき、開始からちょうど 500 ms 後に作動しなければならない。 C = 2.2 µF のとき、必要な抵抗 R を求めよ。
Vs = 9 VVth = 5.4 VT = 500 msC = 2.2 µF
R = kΩ
13.交流インピーダンスとフェーザふつう
直列 RLC 回路を 10 V(実効値)、200 Hz の電源に接続する。 電流の実効値 I を求めよ。
V = 10 V (rms)f = 200 HzR = 100 ΩL = 100 mHC = 2.2 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 10 V(実効値)、100 Hz の電源に接続する。 電流の実効値 I を求めよ。
V = 10 V (rms)f = 100 HzR = 50 ΩL = 250 mHC = 2.2 µF
I = A
15.交流電力と力率ふつう
2 つの負荷が 240 V の単相電源に並列に接続されている:遅れ力率 0.75 の 19 kW の負荷と、遅れ力率 0.8 の 16 kW の負荷。 電源から見た全体の力率 cos φ を求めよ。
V = 240 VP1 = 19 kW, pf1 = 0.75 遅れP2 = 16 kW, pf2 = 0.8 遅れ
cos φ =
16.交流電力と力率むずかしい
75 kVA の単相変圧器が、遅れ力率 0.8 で 41 kW の負荷に電力を供給している。変圧器が kVA 定格に達するまでに、抵抗負荷(力率 1)としてあとどれだけの有効電力 ΔP を追加できるか。
Smax = 75 kVAP1 = 41 kWpf1 = 0.8
ΔP = kW
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 80 A を流している。力率は遅れ 0.88 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 = 80 Acos φ = 0.88
P = kW
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 0.72 で 50 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 = 50 kWpf1 = 0.72pf2 = 0.92VL = 400 Vf = 50 Hz
Cph = µF
19.変圧器ふつう
巻数比 N₁:N₂ = 10:1 の理想変圧器の一次巻線に 2400 V を加える。二次巻線に 8 Ω の抵抗を接続する。一次電流 I1 を求めよ。
N1:N2 = 10:1V1 = 2400 VRL = 8 Ω
I1 = 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 675 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 = 150 kVAPcore = 450 WPcu,fl = 675 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。出力は ±13 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 = 10 kΩRf = 47 kΩVsat = ±13 V
Vin,max = V
22.オペアンプ回路むずかしい
オペアンプは理想的で、±15 V 電源で動作する。 抵抗の比はそろっていない。出力電圧 Vout を求めよ。
V1 = 0.1 VV2 = 1.3 VR1 = 4.7 kΩR2 = 1 kΩR3 = 1 kΩR4 = 47 kΩ
Vout = V
23.ダイオードとトランジスタふつう
3.3 V のツェナーレギュレータに 330 Ω を通して 24 V を加え、3300 Ω の負荷に供給します。ツェナー電流 IZ を求めなさい。
Vin = 24 VVZ = 3.3 VR = 330 ΩRL = 3300 Ω
IZ = mA
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 = 24 V とコレクタの間に接続された 330 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 3.3 V のロジック出力からベース抵抗 RB = 22 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 = 24 VRC = 330 Ωβ = 50Vin = 3.3 VVBE = 0.7 VVCE(sat) = 0.2 VRB = 22 kΩ
IC = mA
25.記数法ふつう
8 ビットのパターン 1010 1111 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?
1010 11118 bit
N =
26.記数法むずかしい
ビットを 0011 1001 >> 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?
0011 1001>> 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(1, 3, 5, 7, 12) の最小の和積形(POS)を求めてください。和項(因数)N はいくつありますか?
F(A, B, C, D) = Σm(1, 3, 5, 7, 12)
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、図の入力を受け取ります。Q が 1 から 0 に戻る最初のクロックエッジをクリックしてください。
Q₀ = 0JK
- 1クロックエッジ 1
- 2クロックエッジ 2
- 3クロックエッジ 3
- 4クロックエッジ 4
- 5クロックエッジ 5
- 6クロックエッジ 6
- 7クロックエッジ 7
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = (6s + 30)/(s² + 9s + 8) である。その逆変換は f(t) = A·e−t + 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) = (6s + 30)/(s² + 9s + 8)
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) = 5、y′(0) = 12 の条件で y″ + 6y′ + 8y = 0 を解き、y(0.6) を求めよ。
y″ + 6y′ + 8y = 0y(0) = 5y′(0) = 12t = 0.6 s
y(0.6) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 29/(s + 6) を、センサのゲインが H = 0.1 の負帰還ループで制御する。 R に大きさ 24 のステップを加える。定常出力 css を求めよ。
G(s) = 29/(s + 6)H = 0.1R = 24
css =
32.ブロック線図むずかしい
プラント G(s) = 66/(s(s + 7)) 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。 その虚部 ωd(正の値)を rad/s で求めよ。
G(s) = 66/(s(s + 7))H = 0.5
ωd = 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 + 4s + 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 + 4s + 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 + 16)) である。ステップ応答のオーバーシュートが 10 % になるゲイン K を求めよ。
G(s) = K/(s(s + 16))%OS = 10 %
K =
35.ボード線図と余裕ふつう
ω = 4 rad/s における G(s) = 1792/((s + 7)(s + 16)) の正確な大きさ |G(jω)| を dB で求めよ。
G(s) = 1792/((s + 7)(s + 16))ω = 4 rad/s
|G(jω)| = dB
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) = 15.6/(s(s + 4)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 15.6/(s(s + 4))
ωc = rad/s
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 + 5)/(s(s + 1)(s + 3))、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 + 5)/(s(s + 1)(s + 3))
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(s + 8)(s + 10)) の根軌跡は、s = 0 と s = −8 の間で実軸から離れます。分岐点 sb を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10))
sb =
39.定常偏差と PID 制御ふつう
ランプ入力 r(t) = 5t が、G(s) = 20(s + 1)/(s(s + 5)) 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) = 20(s + 1)/(s(s + 5))r(t) = 5t
ess =
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
PI 制御器 C(s) = 5 + 4/s が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/((s + 5)(s + 10)) を制御しています。ランプ入力 r(t) = 1t に対する定常偏差 ess を求めなさい。
C(s) = 5 + 4/sG(s) = 5/((s + 5)(s + 10))r(t) = 1t
ess =