1.抵抗の直列・並列ふつう
R2 を流れる電流 IR2 を求めよ。
V1 = 18 VR1 = 20 ΩR2 = 5 ΩR3 = 20 ΩR4 = 6 Ω
IR2 = 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 = 5 VR1 = 20 ΩR2 = 30 ΩR3 = 6 ΩR4 = 4 ΩR5 = 8 ΩR6 = 5 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 節点電圧 VA(接地基準) を求めよ。
Is = 2 AVs = 5 VR1 = 5 ΩR2 = 6 Ω
VA = V
4.節点解析むずかしい
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 = 15 VIs = 6 AV2 = 24 VR1 = 10 ΩR2 = 8 ΩR3 = 15 ΩR4 = 5 ΩR5 = 6 Ω
IR1 = A
5.網目解析ふつう
網目解析を使って 網目電流 I1(時計回り) を求めよ。
V1 = 30 VV2 = 15 VR1 = 3 ΩR2 = 4 ΩR3 = 12 Ω
I1 = 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 = 18 VV2 = 10 VR1 = 8 ΩR2 = 5 ΩR3 = 10 ΩR4 = 8 ΩR5 = 4 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 矢印の向きに R3 を流れる電流 IR3 を求めよ。
V1 = 30 VIs = 4 AR1 = 15 ΩR2 = 4 ΩR3 = 4 ΩR4 = 5 Ω
IR3 = 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、R3 が消費する電力 PR3 を求めよ。
V1 = 18 VIs = 1 AV2 = 18 VR1 = 5 ΩR2 = 4 ΩR3 = 20 ΩR4 = 12 Ω
PR3 = W
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 = 9 VR1 = 12 ΩR2 = 20 ΩR3 = 8 Ω
IN = A
10.テブナン・ノートンむずかしい
a–b 間に負荷 RL = 25 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 VIs = 1.5 AR1 = 3 ΩR2 = 4 ΩR3 = 2 ΩRL = 25 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 = 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 = 6 VR = 5 ΩL = 68 mHt = 5 ms
W = mJ
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 4.5 V に達したとき、開始からちょうど 10 ms 後に作動しなければならない。 C = 1 µF のとき、必要な抵抗 R を求めよ。
Vs = 9 VVth = 4.5 VT = 10 msC = 1 µF
R = kΩ
13.交流インピーダンスとフェーザふつう
C = 47 µF の直列 RLC 回路を 5000 Hz で共振させなければならない。必要なインダクタンス L を求めよ。
f0 = 5000 HzC = 47 µF
L = mH
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 12 V(実効値)、50 Hz の電源に接続する。 電流の実効値 I を求めよ。
V = 12 V (rms)f = 50 HzR = 50 ΩL = 20 mHC = 47 µF
I = A
15.交流電力と力率ふつう
2 つの負荷が 400 V の単相電源に並列に接続されている:遅れ力率 0.75 の 30 kW の負荷と、遅れ力率 0.9 の 10 kW の負荷。 電源から見た全体の力率 cos φ を求めよ。
V = 400 VP1 = 30 kW, pf1 = 0.75 遅れP2 = 10 kW, pf2 = 0.9 遅れ
cos φ =
16.交流電力と力率むずかしい
単相負荷が 230 V、50 Hz の電源から遅れ力率 0.7 で 35 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。 コンデンサが供給すべき無効電力 QC を求めよ。
P = 35 kWpf1 = 0.7pf2 = 0.9V = 230 Vf = 50 Hz
QC = kvar
17.三相電力ふつう
三相誘導電動機が全負荷で 110 kW の機械出力を出している。この負荷での効率は 91%、力率は遅れ 0.84 である。電源の線間電圧は 400 V である。線電流 IL を求めよ。
Pout = 110 kWη = 91%cos φ = 0.84VL = 400 V
IL = A
18.三相電力むずかしい
平衡三相負荷が、690 V(線間)、60 Hz の電源から遅れ力率 0.75 で 75 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。 コンデンサバンクが供給すべき全無効電力 QC を kvar で求めよ。
P = 75 kWpf1 = 0.75pf2 = 0.95VL = 690 Vf = 60 Hz
QC = kvar
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 24 Ω の抵抗を接続する。一次電流 I1 を求めよ。
N1:N2 = 5:1V1 = 1150 VRL = 24 Ω
I1 = A
20.変圧器むずかしい
単相 75 kVA の変圧器の鉄損は 450 W である。 定格負荷、遅れ力率 0.9 での効率は 96% である。全負荷銅損 Pcu,fl を W で求めよ。
S = 75 kVAPcore = 450 Wpf = 0.9η = 96%
Pcu,fl = 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 ±14 V で飽和する。 非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 = 1 kΩRf = 47 kΩVsat = ±14 V
Vin,max = V
22.オペアンプ回路むずかしい
2 つの理想オペアンプ段が縦続接続されている:反転増幅器(R1、Rf1)の後に非反転増幅器(接地側に R2、帰還側に Rf2)が続く。どちらも ±15 V 電源で動作する。 入力は Vin = 0.6 V である。出力電圧 Vout を求めよ。
R1 = 10 kΩRf1 = 47 kΩR2 = 4.7 kΩRf2 = 1 kΩVin = 0.6 V
Vout = V
23.ダイオードとトランジスタふつう
β = 120 の NPN トランジスタが、VCC = 18 V から分圧バイアスされている:VCC とベースの間に R₁ = 22 kΩ、ベースと接地の間に R₂ = 12 kΩ。コレクタ抵抗は RC = 2.2 kΩ、エミッタ抵抗は RE = 2.2 kΩ である。VBE = 0.7 V とし、分圧回路のテブナン等価回路を用いよ(ベース電流は無視しない)。 コレクタ–エミッタ間電圧 VCE を求めよ。
VCC = 18 VR1 = 22 kΩR2 = 12 kΩRC = 2.2 kΩRE = 2.2 kΩβ = 120
VCE = V
24.ダイオードとトランジスタむずかしい
β = 80 の NPN トランジスタが、VCC = 9 V とコレクタの間に接続された 220 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 = 10 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 = 9 VRC = 220 Ωβ = 80Vin = 3.3 VVBE = 0.7 VVCE(sat) = 0.2 VRB = 10 kΩ
IC = mA
25.記数法ふつう
8 ビットの 2 の補数で −6 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 = −68 bit
U =
26.記数法むずかしい
ビットを 1110 0101 << 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?
1110 0101<< 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
カルノー図を使って F(A, B, C, D) = Σm(1, 5, 6, 7, 10, 14) の最小の積和形(SOP)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, 5, 6, 7, 10, 14)
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(1, 6, 7, 8) + d(11, 12, 14) について、必須主項の個数 N を求めてください。
F(A, B, C, D) = Σm(1, 6, 7, 8) + d(11, 12, 14)
N =
29.ラプラス変換ふつう
F(s) = (2s + 14)/(s² + 2s + 1) の f(t) を求め、f(0.3) を計算せよ。
F(s) = (2s + 14)/(s² + 2s + 1)t = 0.3 s
f(0.3) =
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″ + 5y′ + 4y = 0 を解き、y(0.2) を求めよ。
y″ + 5y′ + 4y = 0y(0) = 9y′(0) = −14t = 0.2 s
y(0.2) =
31.ブロック線図ふつう
単位負帰還ループの G(s) = 36/(s(s + 8)) である。基準入力はランプ r(t) = 10·t である。定常偏差 ess を求めよ。
G(s) = 36/(s(s + 8))r(t) = 10·t
ess =
32.ブロック線図むずかしい
比例コントローラ K が、プラント G(s) = 8/(s + 9) を単位負帰還ループで駆動する。R = 0 のとき、大きさ 5 の外乱ステップがプラントの入力に加わる。定常出力を 0.04444 以下に保つ最小のゲイン K を求めよ。
G(s) = 8/(s + 9)D = 5css ≤ 0.04444
K =
33.ステップ応答ふつう
ある系の伝達関数は G(s) = 41/(s² + 6s + 41) 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) = 41/(s² + 6s + 41)
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) = 240/(s(s + 8)) である。ts ≈ 4/(ζωₙ) を用いて、閉ループのステップ応答の 2 % 整定時間 ts を求めよ。
G(s) = 240/(s(s + 8))
ts = s
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 = 47 kΩ, C = 1 nF です。10 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 = 47 kΩC = 1 nFf = 10 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) = 72/(s(s + 8)) である。 |L(jω)| = 1 となるゲイン交差周波数 ωc を求めよ。
L(s) = 72/(s(s + 8))
ωc = rad/s
37.安定性:ラウス・フルビッツ法と根軌跡ふつう
図のループは正帰還で、L(s) = 5/(s(s + 1)(s + 10)) です。右半平面にある閉ループ極の個数 N はいくつですか。
L(s) = 5/(s(s + 1)(s + 10))
N =
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 + 6)) の根軌跡を示します。閉ループ極の減衰比が ζ = 0.6 となるゲイン K を求めなさい。
L(s) = K/(s(s + 6))ζ = 0.6
K =
39.定常偏差と PID 制御ふつう
プロセス G(s) = 5/(10s + 1) を、比例ゲイン K = 2 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) = 5/(10s + 1)K = 2
ess = %
40.定常偏差と PID 制御むずかしい
比例制御器 K = 16 が、単位フィードバックのループで制御対象 G(s) = 5/(s(s + 8)) を制御しています。 ステップ応答のピーク時間 tp を求めよ。
G(s) = 5/(s(s + 8))K = 16
tp = s