電気系大学生の自習室

二端子対・伝達関数とフィルタ

入力と出力の関係はラプラス変換によりH(s)で表せる。一次RC低域通過では高周波の振幅が小さくなる。

現象から理解する:何が起こり、なぜ起こる?

入力と出力の関係はラプラス変換によりH(s)で表せる。一次RC低域通過では高周波の振幅が小さくなる。

現象を表す公式・定義

H(s)=11+sRC\displaystyle H(s)=\frac1{1+sRC}

この単元は内容確認中です。以下の式は学習の出発点であり、公式を適用できる条件を例題・教科書などで確認してください。

考え方の出発点:RC=0.1 s、ω=10 rad/sなら|H(jω)|=1/√2 ≈0.707。

検討すべき条件:出力をRとCのどちらから取るかで特性が変わる。

現象を図で理解する

二端子対・伝達関数とフィルタ:概念の図RVi
概念:集中定数回路:電流と電圧の向きを意識。理解のための模式図であり、設問条件の厳密な作図ではありません。

模式図は法則を理解するための補助です。実際に代入する数値や条件は、公式と問題文で確認してください。

式が成り立つ理由・導出の流れ

冒頭に示した公式を使う前に、問題が要求する量と単位を整理しましょう。成立条件が不明なときに式だけを暗記して代入しないことが大切です。

よくあるミス・検算の観点

  • 出力をRとCのどちらから取るかで特性が変わる。

単位、符号、初期条件、ベクトルの向きを最後に確認しましょう。

例題1(基本)|何を求めるかから始める

二端子対・伝達関数とフィルタ:例題の図RVi
例題の見方:集中定数回路:電流と電圧の向きを意識。理解のための模式図であり、設問条件の厳密な作図ではありません。
なぜその法則を使う? 計算の順序と検算

RC=0.1 s、ω=10 rad/sなら|H(jω)|=1/√2 ≈0.707。

出力をRとCのどちらから取るかで特性が変わる。

演習問題(基本・標準・発展)

基本から段階的に考えるオリジナル問題です。内容確認中の単元には共通の復習問題も残しています。

二端子対・伝達関数とフィルタ:演習の図RVi
演習の考え方:集中定数回路:電流と電圧の向きを意識。理解のための模式図であり、設問条件の厳密な作図ではありません。
基本 1

RC=0.01 sの一次RC低域通過の角遮断周波数は。

解答・解説を開く

ωc=1/(RC)=100 rad/s。

基本 2

公式・定義「H(s)=1/(1+sRC)(RC低域通過・C両端出力)」を、単元の用語を使って言葉で説明しよう。

解答・解説を開く

入力と出力の関係はラプラス変換によりH(s)で表せる。一次RC低域通過では高周波の振幅が小さくなる。

基本 3

例題の計算・推論の手順を、模範解説を閉じて再現しよう。

解答・解説を開く

RC=0.1 s、ω=10 rad/sなら|H(jω)|=1/√2 ≈0.707。

標準 1

なぜこの考え方が使えるのか、前提となる条件や注意点を述べよう。

解答・解説を開く

出力をRとCのどちらから取るかで特性が変わる。

標準 2

公式と例題を使い、結果がどの量に依存するか説明しよう。

解答・解説を開く

RC=0.1 s、ω=10 rad/sなら|H(jω)|=1/√2 ≈0.707。 見通し:入力と出力の関係はラプラス変換によりH(s)で表せる。一次RC低域通過では高周波の振幅が小さくなる。

発展・記述 1

別の設定へ応用する際、元の条件を外した場合に検討すべき点を挙げよう。

解答・解説を開く

出力をRとCのどちらから取るかで特性が変わる。 入力と出力の関係はラプラス変換によりH(s)で表せる。一次RC低域通過では高周波の振幅が小さくなる。

問題に添えた図は考えるための模式図です。数値や関係を判断するときは必ず問題文の条件を優先してください。

この単元の学習を記録する

例題・演習を終えたら記録しましょう。結果はこのブラウザにのみ保存され、ログインや外部送信は不要です。

未完了

関連単元・参考資料

前後の単元を続けて読むと、定義から応用までのつながりを確認できます。院試の過去問は大学の公式公開先を参照し、当サイトには独自解説・オリジナル練習問題を掲載します。

旧帝大の公式過去問と独自解説を確認