(選択問題) 図1の回路は、エミッタ接地のトランジスタ増幅器の交流小信号に注目した回路である。次の(a)及び(b)に答えよ。 ただし、\(R_{L}\) [Ω] は抵抗、\(i_{b}\) [A] は入力信号電流、\(i_{c}=6\times10^{-3}\) [A] は出力信号電流、\(v_{b}\) [V] は入力信号電圧、\(v_{c}=6\) [V] は出力信号電圧である。 図1の回路において、入出力信号の関係を表1に示すhパラメータを用いて表すと次の式①、②になる。 \(v_{b}=h_{ie}i_{b}+h_{re}v_{c}\)　……① \(i_{c}=h_{fe}i_{b}+h_{oe}v_{c}\)　……② 表中の空白箇所 (ア)、(イ)、(ウ) 及び (エ) に当てはまる語句として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。 表1 hパラメータの数値例 名称: (ア), 電圧帰還率, 電流増幅率, (イ) 記号: \(h_{ie}\), \(h_{re}\), \(h_{fe}\), \(h_{oe}\) 値の例: \(3.5\times10^{3}\) Ω, (ウ) \(1.3\times10^{-4}\), (エ) 140, \(9\times10^{-6}\) S

(選択問題) 図1の回路は、エミッタ接地のトランジスタ増幅器の交流小信号に注目した回路である。次の(a)及び(b)に答えよ。 ただし、\(R_{L}\) [Ω] は抵抗、\(i_{b}\) [A] は入力信号電流、\(i_{c}=6\times10^{-3}\) [A] は出力信号電流、\(v_{b}\) [V] は入力信号電圧、\(v_{c}=6\) [V] は出力信号電圧である。 図1の回路の計算は、図2の簡易小信号等価回路を用いて行うことが多い。この場合、上記(a)の式①, ②から求めた \(v_{b}\) [V] 及び \(i_{b}\) [A] の値をそれぞれ真の値としたとき、図2の回路から求めた \(v_{b}\) [V] 及び \(i_{b}\) [A] の誤差 \(\Delta v_{b}\) [mV], \(\Delta i_{b}\) [μA] の大きさとして、最も近いものを組み合わせたのは次のうちどれか。 ただし、hパラメータの値は表1に示された値とする。

真空中において、図のように点Aに正電荷 \(+4Q\) [C]、点Bに負電荷 \(-Q\) [C] の点電荷が配置されている。この2点を通る直線上で電位が \(0\) [V] になる点を点Pとする。点Pの位置を示すものとして、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。なお、無限遠の点は除く。 ただし、点Aと点B間の距離を \(l\) [m] とする。また、点Aより左側の領域をa領域、点Aと点Bの間の領域をab領域、点Bより右側の領域をb領域とし、真空の誘電率を \(\varepsilon_{0}\) [F/m] とする。

図に示すように、電極板面積と電極板間隔がそれぞれ同一の2種類の平行平板コンデンサがあり、一方を空気コンデンサ A、他方を固体誘電体(比誘電率 \(\varepsilon_{r} = 4\))が満たされたコンデンサBとする。両コンデンサにおいて、それぞれ一方の電極に直流電圧 \(V\) [V] を加え、他方の電極を接地したとき、コンデンサBの内部電界 [V/m] 及び電極板上に蓄えられた電荷 [C] はコンデンサ Aのそれぞれ何倍となるか。その倍率として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。 ただし、空気の比誘電率を1とし、コンデンサの端効果は無視できるものとする。

紙面に平行な水平面内において、\(0.6\) [m] の間隔で張られた2本の直線状の平行導線に \(10\) [\(\Omega\)] の抵抗が接続されている。この平行導線に垂直に、図に示すように、直線状の導体棒PQを渡し、紙面の裏側から表側に向かって磁束密度 \(B=6\times10^{-2}\) [T] の一様な磁界をかける。ここで、導体棒PQを磁界と導体棒に共に垂直な矢印の方向に一定の速さ \(v=4\) [m/s] で平行導線上を移動させているときに、\(10\) [\(\Omega\)] の抵抗に流れる電流 \(I\) [A] の値として、正しいのは次のうちどれか。 ただし、電流の向きは図に示す矢印の向きを正とする。また、導線及び導体棒PQの抵抗、並びに導線と導体棒との接触抵抗は無視できるものとする。

図に示すように、直線導体A及びBがy方向に平行に配置され、両導体に同じ大きさの電流が共に+y 方向に流れているとする。このとき、各導体に加わる力の方向について、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。なお、xyz 座標の定義は、破線の枠内の図で示したとおりとする。

図の直流回路において、\(12\) [\(\Omega\)] の抵抗の消費電力が \(27\) [W] である。このとき、抵抗 \(R\) [\(\Omega\)] の値として、正しいのは次のうちどれか。

図1の直流回路において、端子 a-c間に直流電圧 \(100\) [V] を加えたところ、端子b-c間の電圧は \(20\) [V] であった。また、図2のように端子 b-c間に \(150\) [\(\Omega\)] の抵抗を並列に追加したとき、端子 b-c間の端子電圧は \(15\) [V] であった。いま、図3のように端子 b-c間を短絡したとき、電流 \(I\) [A] の値として、正しいのは次のうちどれか。

抵抗 \(R=4\) [\(\Omega\)] と誘導性リアクタンス \(X=3\) [\(\Omega\)] が直列に接続された負荷を、図のように線間電圧 \(\dot{V}_{ab}=100\angle0^{\circ}\) [V], \(\dot{V}_{bc}=100\angle0^{\circ}\) [V] の単相3線式電源に接続した。このとき、これらの負荷で消費される総電力 \(P\) [W] の値として、正しいのは次のうちどれか。

抵抗 \(R\) [\(\Omega\)] と誘導性リアクタンス \(X_{L}\) [\(\Omega\)] を直列に接続した回路の力率 (\(\cos\)) は、\(\dfrac{1}{2}\) であった。いま、この回路に容量性リアクタンス \(X_{C}\) [\(\Omega\)] を直列に接続したところ、\(R\) [\(\Omega\)], \(X_{L}\) [\(\Omega\)], \(X_{C}\) [\(\Omega\)] 直列回路の力率は、\(\dfrac{\sqrt{3}}{2}\) (遅れ) になった。容量性リアクタンス \(X_{C}\) [\(\Omega\)] の値を表す式として、正しいのは次のうちどれか。

Y結線の対称三相交流電源に Y結線の平衡三相抵抗負荷を接続した場合を考える。負荷側における線間電圧を \(V_{l}\) [V]、線電流を \(I_{l}\) [A]、相電圧を \(V_{p}\) [V]、相電流を \(I_{p}\) [A]、各相の抵抗を \(R\) [\(\Omega\)]、三相負荷の消費電力を \(P\) [W] とする。このとき、誤っているのは次のうちどれか。

図に示す回路において、スイッチSを閉じた瞬間(時刻 \(t=0\)) に点Aを流れる電流を \(I_{0}\) [A] とし、十分に時間が経ち、定常状態に達したのちに点Aを流れる電流を \(I\) [A] とする。電流比 \(\dfrac{I_{0}}{I}\) の値を2とするために必要な抵抗 \(R_{3}\) [\(\Omega\)] の値を表す式として、正しいのは次のうちどれか。 ただし、コンデンサの初期電荷は零とする。

次の文章は、図1及び図2に示す原理図を用いてホール素子の動作原理について述べたものである。 図1に示すように、p形半導体に直流電流 \(I\) [A] を流し、半導体の表面に対して垂直に下から上向きに磁束密度 \(B\) [T] の平等磁界を半導体にかけると、半導体内の正孔は進路を曲げられ、電極①には ( ア ) 電荷、電極②には ( イ ) 電荷が分布し、半導体の内部に電界が生じる。また、図2のn形半導体の場合は、電界の方向はp形半導体の方向と ( ウ ) である。この電界により、電極①-②間にホール電圧 \(V_{H} = R_{H} \times\) ( エ ) [V] が発生する。ただし、\(d\) [m] は半導体の厚さを示し、\(R_{H}\) は比例定数 [m\(^3\)/C] である。 上記の記述中の空白箇所(ア), (イ), (ウ)及び(エ)に当てはまる語句又は式として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

次の文章は、金属などの表面から真空中に電子が放出される現象に関する記述である。 a. タンタル (Ta)などの金属を熱すると、電子がその表面から放出される。この現象は ( ア ) 放出と呼ばれる。 b. タングステン (W)などの金属表面の電界強度を十分に大きくすると、常温でもその表面から電子が放出される。この現象は ( イ ) 放出と呼ばれる。 c. 電子を金属又はその酸化物・ハロゲン化物などに衝突させると、その表面から新たな電子が放出される。この現象は ( ウ ) 放出と呼ばれる。 上記の記述中の空白箇所(ア), (イ)及び(ウ)に当てはまる語句として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

図1は、静電容量 \(C\) [F] のコンデンサとコイルからなる共振回路の等価回路である。このようにコイルに内部抵抗 \(r\) [\(\Omega\)] が存在する場合は、インダクタンス \(L\) [H] と抵抗 \(r\) [\(\Omega\)] の直列回路として表すことができる。この直列回路は、コイルの抵抗 \(r\) [\(\Omega\)] が、誘導性リアクタンス \(\omega L\) [\(\Omega\)] に比べて十分小さいものとすると、図2のように、等価抵抗 \(R_{p}\) [\(\Omega\)] とインダクタンス \(L\) [H] の並列回路に変換することができる。このときの等価抵抗 \(R_{p}\) [\(\Omega\)] の値を表す式として、正しいのは次のうちどれか。 ただし、\(I_{c}\) [A] は電流源の電流を表す。

次の文章は、直流電流計の測定範囲拡大について述べたものである。 内部抵抗 \(r=10\) [m\(\Omega\)], 最大目盛 0.5 [A] の直流電流計Mがある。この電流計と抵抗 \(R_{1}\) [m\(\Omega\)] 及び \(R_{2}\) [m\(\Omega\)] を図のように結線し、最大目盛が1 [A] と3 [A] からなる多重範囲電流計を作った。この多重範囲電流計において、端子3Aと端子+を使用する場合、抵抗 ( ア ) [m\(\Omega\)] が分流器となる。端子1Aと端子+を使用する場合には、抵抗 ( イ ) [m\(\Omega\)] が倍率 ( ウ ) 倍の分流器となる。また、3 [A] を最大目盛とする多重範囲電流計の内部抵抗は ( エ ) [m\(\Omega\)] となる。 上記の記述中の空白箇所(ア), (イ), (ウ)及び(エ)に当てはまる式又は数値として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

図の平衡三相回路について、次の(a)及び(b)に答えよ。 端子a, cに \(100\) [V] の単相交流電源を接続したところ、回路の消費電力は \(200\) [W] であった。抵抗 \(R\) [\(\Omega\)] の値として、正しいのは次のうちどれか。

図の平衡三相回路について、次の(a)及び(b)に答えよ。 端子a, b, cに線間電圧 \(200\) [V] の対称三相交流電源を接続したときの全消費電力 [kW] の値として、正しいのは次のうちどれか。

電力量計について、次の(a)及び(b)に答えよ。 次の文章は、交流の電力量計の原理について述べたものである。 計器の指針等を駆動するトルクを発生する動作原理により計器を分類すると、図に示した構造の電力量計の場合は、( ア ) に分類される。 この計器の回転円板が負荷の電力に比例するトルクで回転するように、図中の端子 a からfを ( イ ) のように接続して、負荷電圧を電圧コイルに加え、負荷電流を電流コイルに流す。その結果、コイルに生じる磁束による移動磁界と、回転円板上に生じる渦電流との電磁力の作用で回転円板は回転する。 一方、永久磁石により回転円板には速度に比例する ( ウ ) が生じ、負荷の電力に比例する速度で回転円板は回転を続ける。したがって、計量装置でその回転数をある時間計量すると、その値は同時間中に消費された電力量を表す。

電力量計について、次の(a)及び(b)に答えよ。 上記(a)の原理の電力量計の使用の可否を検討するために、電力量計の計量の誤差率を求める実験を行った。実験では、3 [kW] の電力を消費している抵抗負荷の交流回路に、この電力量計を接続した。このとき、電力量計はこの抵抗負荷の消費電力量を計量しているので、計器の回転円板の回転数を測定することから計量の誤差率を計算できる。 電力量計の回転円板の回転数を測定したところ、回転数は1分間に61であった。この場合、電力量計の計量の誤差率 [%] の大きさの値として、最も近いのは次のうちどれか。 ただし、電力量計の計器定数 (1 [kW h] 当たりの回転円板の回転数) は、1200 [rev/kW h] であり、回転円板の回転数と計量装置の計量値の関係は正しいものとし、電力損失は無視できるものとする。