東北工業大学 工学部情報通信工学科 中川研究室


ラプラス変換

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例題(簡単) LR
コンデンサなし


インダクタンスLのコイル、抵抗値Rの抵抗、を一定の電圧の電源Eに直列につなぎ、 時刻 t=0 にスイッチを入れた。これ以降の電流 i(t) を求めよ。 ただしi(0)=0

これより
簡単な問題は無い。
解説
例題 LR
コンデンサなし
単位応答
インダクタンスLのコイル、抵抗値Rの抵抗、を電源E(t)=U(t)に直列につないだ。 時刻 t=0 以降の電流 i(t) を求めよ。 ただしU(t)は単位関数、i(0)=0

実は上とほぼ同じ。
「単位関数」知ってればOK
解説
例題 LC
インパルス応答
インダクタンスLのコイル、電気容量Cのコンデンサ を電源に直列につないだときの インパルス応答を求めよ

重要問題。
ほとんどの先生が
出したくなる。
解説

例題 LC
単位応答
インダクタンスLのコイル、電気容量Cのコンデンサ を電源に直列につないだときの 単位応答を求めよ

上ほどは重要でないが
解きやすいので
出題しやすい
解説

例題 LC
応答
L= 100 [μH] C = 100 [pF]
電源として E= sin(ωt) ただしω = 8 ×106 [rad/s] を与えた時の応答を求めよ

電源とは違う周波数が
現れるところがみそ
数値も計算してね
例題 LCR
インパルス応答
インダクタンスLのコイル、抵抗値Rの抵抗、電気容量Cのコンデンサ を電源に直列につないだときの インパルス応答を求めよ


最も一般的。
見かけは同じでも
次の3パターンに
分かれる。
解説
例題 LCR
インパルス応答
パターン(1)
インダクタンスL=10μH のコイル、抵抗値 R=200Ω の抵抗、電気容量 C=200pF のコンデンサ を 直列につないだ回路のインパルス応答を求めよ

解説
例題 LCR
インパルス応答
パターン(2)
インダクタンスL=10μH のコイル、抵抗値 R=400Ω の抵抗、電気容量 C=250pF のコンデンサ を 直列につないだ回路のインパルス応答を求めよ

解説
例題 LCR
インパルス応答
パターン(3)
インダクタンスL=10μH のコイル、抵抗値 R=500Ω の抵抗、電気容量 C=250pF のコンデンサ を 直列につないだ回路のインパルス応答を求めよ

解説

LCR回路は上記3つのパターンを練習してください。見かけは同じでも、数値がちょっと変わっただけで解き方が変わるので、1つ出来たからといって試験は万全ではないです。
私なら試験にはこの3パターンを混ぜて出します。

例題 LCR
単位応答
インダクタンスLのコイル、抵抗値Rの抵抗、電気容量Cのコンデンサを電源に直列につないだときの単位応答を求めよ

上とほぼ同じ。
「単位関数」知ってればOK
解説
例題 LCR
一定電圧、応答
インダクタンスLのコイル、抵抗値Rの抵抗、電気容量Cのコンデンサを電圧Eの定電圧電源に直列につないだ。応答を求めよ

実は上とほぼ同じ。
解説



ここまでできるようになった方は、 重畳定理 へ進もう。
あらゆる応答はインパルス応答と入力の畳み込みでかける、ってやつです。

もっと問題を解きたい方は以下をどうぞ

例題 LCR
q0あり
インダクタンスL=0.5, 抵抗R=20,容量C=0.001のLCR回路に 起電力E=5Vの直流電源がつながっていた。 時刻t=0にこのスイッチを切り換えて、 電源なしの回路にした。 以後の電流と電荷の時間変化を求めよ
LCR直列、電源あり・なし切り替えただしi(0)=0


企業の採用試験
などにも
よく出てました。
解説

合成法則 (f)(g) へ進む

重畳定理 へ進む

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