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 = 8 ΩR2 = 6 ΩR3 = 2 ΩR4 = 10 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 = 10 VR1 = 4 ΩR2 = 8 ΩR3 = 5 ΩR4 = 15 ΩR5 = 5 ΩR6 = 30 Ω
IR1 = A
3.節点解析ふつう
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、矢印のとおり A から B へ電圧源を流れる電流 Ix を求めよ。
Is = 2.5 AVs = 9 VR1 = 5 ΩR2 = 5 Ω
Ix = A
4.節点解析むずかしい
A と B の間の電圧源 Vₛ は + 端子が A にあるので、VA − VB = 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 = 5 VIs = 6 AVs = 12 VR1 = 3 ΩR2 = 30 ΩR3 = 10 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 = 6 VV2 = 12 VR1 = 6 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 R5 を流れる電流 IR5 を求めよ。
V1 = 15 VV2 = 9 VR1 = 2 ΩR2 = 6 ΩR3 = 15 ΩR4 = 5 ΩR5 = 10 Ω
IR5 = A
7.重ね合わせの理ふつう
重ね合わせの理を使って、R4 が消費する電力 PR4 を求めよ。
V1 = 24 VIs = 2 AR1 = 20 ΩR2 = 8 ΩR3 = 15 ΩR4 = 3 Ω
PR4 = 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 = 23.5 mA。V1 を 2 倍にし、他の 2 つはそのままのとき I = 35.5 mA。Is の向きを逆にし、他の 2 つはそのままのとき I = 7.5 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 = 23.5 mA2·V1: I = 35.5 mA−Is: I = 7.5 mA
I = mA
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 = 30 VR1 = 4 ΩR2 = 5 ΩR3 = 4 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 = 10 VIs = 2.5 AR1 = 25 ΩR2 = 20 ΩR3 = 2 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 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 = 24 VR = 50 ΩL = 22 mHt = 1 ms
W = mJ
12.RC・RL 過渡現象むずかしい
R2 の両端のスイッチは長い間閉じていたので、コイルの電流は定常である。t = 0 にスイッチが開く。 t = 0 からどれだけ後に、コイルの電流は 0.727 A に達するか。t を求めよ。
Vs = 24 VR1 = 22 ΩR2 = 20 ΩL = 33 mH
t = ms
13.交流インピーダンスとフェーザふつう
L = 50 mH の直列 RLC 回路を 1000 Hz で共振させなければならない。必要な静電容量 C を求めよ。
f0 = 1000 HzL = 50 mH
C = µF
14.交流インピーダンスとフェーザむずかしい
直列 RLC 回路の R = 20 Ω、L = 100 mH、C = 0.47 µF である。 帯域幅 B(半電力周波数の間の帯域の幅)を Hz で求めよ。
R = 20 ΩL = 100 mHC = 0.47 µF
B = Hz
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 0.65 で 4 kW を消費する。 モーターの無効電力 Q を求めよ。
P = 4 kWpf = 0.65V = 400 V
Q = kvar
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 0.7 で 10 kW を消費する。並列にコンデンサをつないで力率を 0.9 に改善する。 新しい線電流 Inew を求めよ。
P = 10 kWpf1 = 0.7pf2 = 0.9V = 400 Vf = 50 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 6 + j8 Ω の平衡 Y 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 = 6 + j8 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、400 V(線間)、60 Hz の電源から遅れ力率 0.7 で 80 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 Δ 結線である。各コンデンサの静電容量 Cph を µF で求めよ。
P = 80 kWpf1 = 0.7pf2 = 0.92VL = 400 Vf = 60 Hz
Cph = µF
19.変圧器ふつう
出力抵抗 288 Ω の増幅器が、理想変圧器を介して 2 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 288 Ω に見えなければならない。巻数比 a = N₁/N₂ を求めよ。
Rs = 288 ΩRL = 2 Ω
a =
20.変圧器むずかしい
単相 25 kVA の変圧器の鉄損は 200 W、定格負荷での銅損は 500 W である。 効率が最大になる負荷 Sη,max を kVA で求めよ。
S = 25 kVAPcore = 200 WPcu,fl = 500 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 = 1.5 VRa = 4.7 kΩRb = 1 kΩR1 = 10 kΩRf = 100 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 = 1 VV2 = 1.1 VR1 = 4.7 kΩR2 = 2 kΩRf = 2 kΩ
Vout = V
23.ダイオードとトランジスタふつう
9.1 V のツェナーレギュレータに 680 Ω を通して 24 V を加え、2200 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 = 9.1 VR = 680 ΩRL = 2200 Ω
IZ = mA
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
9.1 V のツェナーレギュレータが、負荷に最大 25 mA を供給しなければなりません。入力は 24 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 5 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 = 24 VVZ = 9.1 VIL,max = 25 mAIZ,min = 5 mA
Rmax = Ω
25.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −117 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 = −1178 bit
U =
26.記数法むずかしい
非圧縮の画像が 640 × 480 ピクセル、1 ピクセルあたり 32 ビットです。必要なメモリ M は何 KiB(1 KiB = 1024 バイト)ですか?
640 × 480 px32 bit/px1 KiB = 1024 B
M = KiB
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, 2, 3, 4, 6, 13) 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(0, 1, 2, 3, 4, 6, 13)
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
d はドントケア条件を表します。F(A, B, C, D) = Σm(0, 4, 5, 8, 11, 14) + d(1, 3) の最小の SOP 形を求めてください。リテラル L はいくつ含まれますか?
F(A, B, C, D) = Σm(0, 4, 5, 8, 11, 14) + d(1, 3)
L =
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = 50/(s(s + 3)(s + 5)) の f(t) を部分分数展開で求め、f(0.4) を計算せよ。
F(s) = 50/(s(s + 3)(s + 5))t = 0.4 s
f(0.4) =
30.ラプラス変換むずかしい
ラプラス変換を用いて、y(0) = −9、y′(0) = 14 の条件で y″ + 4y′ + 3y = 0 を解き、y(0.6) を求めよ。
y″ + 4y′ + 3y = 0y(0) = −9y′(0) = 14t = 0.6 s
y(0.6) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 31/(s + 9) を、センサのゲインが H = 0.25 の負帰還ループで制御する。 閉ループの時定数 τ を求めよ。
G(s) = 31/(s + 9)H = 0.25
τ = s
32.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 10 が、プラント G(s) = 5/(s + 10) を単位負帰還ループで駆動する。外乱 D はプラントの入力に加わる(コントローラの出力に加算される)。 R = 0 のとき、大きさ 5 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 10G(s) = 5/(s + 10)D = 5R = 0
css =
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 24.5/(s² + 2s + 49) で、単位ステップ入力を受ける。 ステップ応答のオーバーシュート率 %OS を求めよ。
G(s) = 24.5/(s² + 2s + 49)
%OS = %
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 + 20)) 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 + 20))%OS = 2 %
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 = 10 Ω, L = 22 mH です。140 Hz 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 = 10 ΩL = 22 mHf = 140 Hz
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 + 8)(s + 10)) である。 ゲイン余裕が 12 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 8)(s + 10))GM = 12 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 K = 60、L(s) = K/(s(s + 2)(s + 10)) で動作しています。閉ループが不安定になるまでに、ゲインを何倍まで上げられますか。倍率 m を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 10))K = 60
m =
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 + 3)(s + 5)(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 + 3)(s + 5)(s + 6))
ω = rad/s
39.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 4·t²/2 が、G(s) = 4(s + 1)/(s²(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) = 4(s + 1)/(s²(s + 5))r(t) = 4·t²/2
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) = 5/(s + 1) を制御しています。閉ループは ωₙ = 2 rad/s、ζ = 0.8 でなければなりません。比例ゲイン Kp を求めなさい。
G(s) = 5/(s + 1)ωₙ = 2 rad/sζ = 0.8
Kp =