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 = 10 VR1 = 10 ΩR2 = 20 ΩR3 = 5 ΩR4 = 8 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 = 15 VR1 = 6 ΩR2 = 3 ΩR3 = 10 ΩR4 = 3 ΩR5 = 3 ΩR6 = 8 Ω
Req = Ω
3.節点解析ふつう
節点解析を使って 矢印の向きに R1 を流れる電流 IR1 を求めよ。
V1 = 9 VIs = 3 AR1 = 3 ΩR2 = 12 ΩR3 = 6 ΩR4 = 8 Ω
IR1 = 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 = 9 VIs = 0.5 AV2 = 9 VR1 = 8 ΩR2 = 15 ΩR3 = 25 ΩR4 = 25 ΩR5 = 3 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 R3 の両端電圧 VR3 を求めよ。
V1 = 18 VV2 = 24 VR1 = 4 ΩR2 = 3 ΩR3 = 10 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 = 10 VV2 = 5 VR1 = 25 ΩR2 = 4 ΩR3 = 20 ΩR4 = 5 ΩR5 = 6 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 図の極性での R2 の両端電圧 VR2 を求めよ。
V1 = 12 VIs = 2.5 AR1 = 6 ΩR2 = 20 ΩR3 = 12 ΩR4 = 4 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 R2 の両端電圧 VR2 を求めよ。
V1 = 24 VIs = 2.5 AV2 = 6 VR1 = 15 ΩR2 = 12 ΩR3 = 2 ΩR4 = 10 Ω
VR2 = V
9.テブナン・ノートンふつう
a–b 間に負荷 RL = 15 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 = 18 VR1 = 12 ΩR2 = 15 ΩR3 = 12 ΩRL = 15 Ω
IL = A
10.テブナン・ノートンむずかしい
端子 a–b から見たテブナン電圧 Vth を求めよ。
V1 = 24 VIs = 2 AR1 = 5 ΩR2 = 10 ΩR3 = 12 Ω
Vth = V
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。 スイッチを閉じてからどれだけ後に、電流が最終値の 95% に達するか。t を求めよ。
Vs = 5 VR = 33 ΩL = 150 mH
t = 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 15 V に充電されている。 t = 250 ms におけるコンデンサの電圧 vC を求めよ。
Vs = 5 VR = 2.2 kΩC = 100 µFvC(0) = 15 Vt = 250 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 50 V(実効値)、500 Hz の電源に接続する。 インピーダンスの位相角 φ を度で求めよ(電流が電圧より遅れるとき正)。
V = 50 V (rms)f = 500 HzR = 50 ΩL = 250 mHC = 2.2 µF
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、周波数を回路の共振周波数に設定した 10 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 = 10 V (rms)R = 2 ΩL = 5 mHC = 2.2 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 0.65 で 17 kW を消費する。 線電流 I を求めよ。
P = 17 kWpf = 0.65V = 400 V
I = A
16.交流電力と力率むずかしい
100 V(実効値)、50 Hz の電源の内部インピーダンスは Zs = 4 + j30 Ω である。負荷インピーダンス ZL は自由に選べる。 負荷に供給できる最大の有効電力 Pmax を求めよ。
Vs = 100 V (rms)f = 50 HzZs = 4 + j30 Ω
Pmax = W
17.三相電力ふつう
1 相あたりのインピーダンスが 12 + j5 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 = 12 + j5 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 0.75 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 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 = 100 kWpf1 = 0.75pf2 = 0.92VL = 400 Vf = 60 Hz
Cph = µF
19.変圧器ふつう
単相 15 kVA、480/240 V の変圧器が定格負荷で運転している。理想変圧器とみなす。高圧巻線の電流 IHV を求めよ。
S = 15 kVAV1 = 480 VV2 = 240 V
IHV = A
20.変圧器むずかしい
単相 25 kVA の変圧器の鉄損は 75 W、定格負荷での銅損は 300 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 = 75 WPcu,fl = 300 W
Sη,max = kVA
21.オペアンプ回路ふつう
この非反転増幅器の電圧利得を 11 にする帰還抵抗 Rf を選べ。
R1 = 4.7 kΩAv = 11
Rf = kΩ
22.オペアンプ回路むずかしい
積分器は ±15 V 電源の理想オペアンプを使い、出力は ±12 V で飽和する。t = 0 に一定の入力 Vin = 1.1 V が加えられたとき、コンデンサは充電されていない。 t = 0 からどれだけ後に出力は飽和に達するか。t を求めよ。
Vin = 1.1 VR = 2.2 kΩC = 0.1 µFVsat = ±12 V
t = ms
23.ダイオードとトランジスタふつう
5.6 V のツェナーレギュレータに 330 Ω を通して 18 V を加え、1000 Ω の負荷に供給します。ツェナー電流 IZ を求めなさい。
Vin = 18 VVZ = 5.6 VR = 330 ΩRL = 1000 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に 470 Ω の直列抵抗があります。入力は 24 V まで上がることがあり、負荷が外れることもあります。ツェナーが消費しなければならない最大電力 PZ,max を求めなさい。
Vin,max = 24 VVZ = 9.1 VR = 470 Ω
PZ,max = mW
25.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −44 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 = −448 bit
U =
26.記数法むずかしい
ビットを 1100 1011 OR 1110 0010 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?
1100 1011OR1110 0010
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) = Σm(4, 6, 7) 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) = Σm(4, 6, 7)
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
100 kHz のクロックが mod-50 カウンタを駆動します。計数 1 周期につき 1 周期を完了する最上位の出力の周波数 fout を求めてください。
fclk = 100 kHzN = 50
fout = kHz
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = 29/(s² + 8s + 25) の f(t) を平方完成によって求め、f(0.1) を計算せよ。
F(s) = 29/(s² + 8s + 25)t = 0.1 s
f(0.1) =
30.ラプラス変換むずかしい
ある系が y″ + 7y′ + 10y = 50·u(t) に従う。系は静止状態(y(0) = 0、y′(0) = 0)から始まり、入力は t ≥ 0 で大きさ 5 のステップ u(t) である。ラプラス変換を用いて出力 y(0.2) を求めよ。
y″ + 7y′ + 10y = 50·u(t)u(t) = 5y(0) = 0, y′(0) = 0t = 0.2 s
y(0.2) =
31.ブロック線図ふつう
プラント G(s) = 6/(s + 4) には、ゲイン H₁ = 5 の内側(マイナー)の負帰還ループがある。コントローラのゲイン K = 8 と外側の単位負帰還ループで系が閉じられる。 閉ループの極 p を求めよ。
G(s) = 6/(s + 4)H₁ = 5K = 8
p =
32.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K = 14 が、プラント G(s) = 6/(s + 9) 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 1 の外乱ステップを加える。定常出力 css を求めよ。
K = 14G(s) = 6/(s + 9)D = 1R = 0
css =
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 29/(s² + 12s + 58) で、単位ステップ入力を受ける。 固有角周波数 ωn を rad/s で求めよ。
G(s) = 29/(s² + 12s + 58)
ωn = rad/s
34.ステップ応答むずかしい
零点をもたない 2 次系のステップ応答で、オーバーシュートは 20 % で、最初のピークは t = 2 s に現れる。固有角周波数 ωn を求めよ。
%OS = 20 %tp = 2 s
ωn = rad/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 = 10 mH、C = 1 µF である。 Q 値 Q を求めよ。
R = 20 ΩL = 10 mHC = 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) = K/(s(s + 2)(s + 5)) である。 ゲイン余裕が 2 dB となるゲイン K を求めよ。
L(s) = K/(s(s + 2)(s + 5))GM = 2 dB
K =
37.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループの開ループ伝達関数は L(s) = K/(s(s + 3)(s + 8)) 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(s + 3)(s + 8))
Kmax =
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 + 3)(s + 8)) について、閉ループ極を s = −1 に置くゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 3)(s + 8))s = −1
K =
39.定常偏差と PID 制御ふつう
放物線入力 r(t) = 2·t²/2 が、G(s) = 2(s + 4)/(s²(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) = 2(s + 4)/(s²(s + 4))r(t) = 2·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) = 4/(s + 2) を制御しています。閉ループは ωₙ = 10 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) = 4/(s + 2)ωₙ = 10 rad/sζ = 0.8
Kp =