電気計器に関する記述として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

固有の名称をもつSI組立単位の記号と、これと同じ内容を表す他の表し方の組合せとして、誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図の交流回路において、回路素子は、インダクタンス \(L\) のコイル又は静電容量 \(C\) のコンデンサである。この回路に正弦波交流電圧 \(v = 500\sin(1000t)\) [V] を加えたとき、回路に流れる電流は、\(i = -50\cos(1000t)\) [A] であった。このとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 回路素子の値として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図1のように、相電圧 \( 200 \mathrm{V} \)、周波数 \( 50 \mathrm{Hz} \) の対称三相交流電源に、抵抗とインダクタンスからなる三相平衡負荷を接続した交流回路がある。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 図1の回路において、負荷電流 \( I \) の値 \( [\mathrm{A}] \) として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図の交流回路において、回路素子は、インダクタンス \(L\) のコイル又は静電容量 \(C\) のコンデンサである。この回路に正弦波交流電圧 \(v = 500\sin(1000t)\) [V] を加えたとき、回路に流れる電流は、\(i = -50\cos(1000t)\) [A] であった。このとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 この回路素子に蓄えられるエネルギーの最大値の値[J]として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 インダクタンスの場合には \(\dfrac{1}{2}Li^2\)、静電容量の場合には \(\dfrac{1}{2}Cv^2\) のエネルギーが蓄えられるものとする。

図1のように、相電圧 \( 200 \mathrm{V} \)、周波数 \( 50 \mathrm{Hz} \) の対称三相交流電源に、抵抗とインダクタンスからなる三相平衡負荷を接続した交流回路がある。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 図2のように、静電容量 \( C [\mathrm{F}] \) のコンデンサを \( \Delta \) 結線して、その端子 a', b' 及び c' をそれぞれ図1の端子 a, b 及び c に接続した。その結果、三相交流電源から見た負荷の力率は1になったという。静電容量 \( C \) の値 \( [\mathrm{F}] \) として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

直流電流の測定範囲の拡大について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 直流電流計Iの最大目盛は100A、直流電流計IIの最大目盛は50A、直流電流計IIIの最大目盛は50Aである。この3台の直流電流計を並列に接続し、ある回路に接続したところ、直流電流計Iの指示値は90A、直流電流計IIの指示値は40A、直流電流計IIIの指示値は35Aであった。この接続において計測できる最大電流の値[A]として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図のブリッジ回路を用いて、未知抵抗 \( R_{x} \) を測定したい。抵抗 \( R_{1}=3 \mathrm{k}\Omega, R_{2}=2 \mathrm{k}\Omega \) とし、 \( R_{3}=6 \mathrm{k}\Omega \) の滑り抵抗器の接触子の接点Cをちょうど中央に調整したとき (\( R_{ac}=R_{bc}=3 \mathrm{k}\Omega \)) ブリッジが平衡したという。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし、直流電圧源は6Vとし、電流計の内部抵抗は無視できるものとする。 未知抵抗 \( R_{x} \) の値 \( [\mathrm{k}\Omega] \) として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

直流電流の測定範囲の拡大について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 次に、直流電流計I, 直流電流計II, 直流電流計IIIの3台を並列に接続した状態で、別の回路に接続した。この回路を流れる電流の値は150Aであった。このとき、各電流計が指示した値は、直流電流計I=(ア) A, 直流電流計II=(イ) A, 直流電流計III=(ウ) Aであった。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(ウ)に当てはまる最も近い数値の組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図のブリッジ回路を用いて、未知抵抗 \( R_{x} \) を測定したい。抵抗 \( R_{1}=3 \mathrm{k}\Omega, R_{2}=2 \mathrm{k}\Omega \) とし、 \( R_{3}=6 \mathrm{k}\Omega \) の滑り抵抗器の接触子の接点Cをちょうど中央に調整したとき (\( R_{ac}=R_{bc}=3 \mathrm{k}\Omega \)) ブリッジが平衡したという。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし、直流電圧源は6Vとし、電流計の内部抵抗は無視できるものとする。 平衡時の電流計の指示値 \( [\mathrm{mA}] \) として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

（選択問題）図1の端子a-d間の合成静電容量について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 端子b-c-d間は図2のように \(\Delta\) 結線で接続されている。これを図3のようにY結線に変換したとき、電気的に等価となるコンデンサ \(C\) の値 [\(\mu\)F] として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図のように、十分大きい平らな金属板で覆われた床と平板電極とで作られる空気コンデンサが二つ並列接続されている。二つの電極は床と平行であり、それらの面積は左側が \( A_{1}=10^{-3}\mathrm{m}^{2} \)、右側が \( A_{2}=10^{-2}\mathrm{m}^{2} \) である。床と各電極の間隔は左側が \( d=10^{-3}\mathrm{m} \) で固定、右側が \( x [\mathrm{m}] \) で可変、直流電源電圧は \( V_{0}=1000 \mathrm{V} \) である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし、空気の誘電率を \( \varepsilon=8.85\times10^{-12}\mathrm{F/m} \) とし、静電容量を考える際にコンデンサの端効果は無視できるものとする。 まず、右側の \( x [\mathrm{m}] \) を \( d [\mathrm{m}] \) と設定し、スイッチSを一旦閉じてから開いた。このとき、二枚の電極に蓄えられる合計電荷 \( Q \) の値 \( [\mathrm{C}] \) として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

（選択問題）図1の端子a-d間の合成静電容量について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 図3を用いて、図1の端子b-c-d間をY結線回路に変換したとき、図1の端子a-d間の合成静電容量 \(C\) の値 [\(\mu\)F] として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 （図1：ブリッジ状の回路。上辺a-b 9\(\mu\)F, b-d 3\(\mu\)F。下辺a-c 18\(\mu\)F, c-d 3\(\mu\)F。中央b-c 3\(\mu\)F） （図2：b, c, d間の\(\Delta\)結線。各辺3\(\mu\)F）

図のように、十分大きい平らな金属板で覆われた床と平板電極とで作られる空気コンデンサが二つ並列接続されている。二つの電極は床と平行であり、それらの面積は左側が \( A_{1}=10^{-3}\mathrm{m}^{2} \)、右側が \( A_{2}=10^{-2}\mathrm{m}^{2} \) である。床と各電極の間隔は左側が \( d=10^{-3}\mathrm{m} \) で固定、右側が \( x [\mathrm{m}] \) で可変、直流電源電圧は \( V_{0}=1000 \mathrm{V} \) である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし、空気の誘電率を \( \varepsilon=8.85\times10^{-12}\mathrm{F/m} \) とし、静電容量を考える際にコンデンサの端効果は無視できるものとする。 上記(a)の操作の後、徐々に \( x \) を増していったところ、 \( x=3.0\times10^{-3} \) のときに左側の電極と床との間に火花放電が生じた。左側のコンデンサの空隙の絶縁破壊電圧 \( V \) の値 \( [\mathrm{V}] \) として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

（選択問題）無線通信で行われるアナログ変調・復調に関する記述について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 無線通信で音声や画像などの情報を送る場合、送信側においては、情報を電気信号(信号波)に変換する。次に信号波より (ア) 周波数の搬送波に信号波を含ませて得られる信号を送信する。受信側では、搬送波と信号波の二つの成分を含むこの信号から (イ) の成分だけを取り出すことによって、音声や画像などの情報を得る。 搬送波に信号波を含ませる操作を変調という。(ウ) の搬送波を用いる基本的な変調方式として、振幅変調(AM), 周波数変調(FM), 位相変調(PM)がある。 搬送波を変調して得られる信号からもとの信号波を取り出す操作を復調又は (エ) という。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

演算増幅器（オペアンプ）について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 演算増幅器の特徴に関する記述として、誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

（選択問題）無線通信で行われるアナログ変調・復調に関する記述について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 図1は、トランジスタの (ア) に信号波の電圧を加えて振幅変調を行う回路の原理図である。電圧 \(v_1, v_2, v_3\) の波形を同時に計測したところ図2のいずれかであった。このとき、電圧 \(v_1\) の波形は (イ), \(v_2\) の波形は (ウ), \(v_3\) の波形は (エ) である。図2のグラフより振幅変調の変調率を計算すると約 (オ) %となる。 ただし、図2のそれぞれの電圧波形間の位相関係は無視するものとする。 （図2：(a)正弦波、(b)振幅変調波（包絡線の最大値8V, 最小値4Vの矢印あり）、(c)振幅一定の高周波）

演算増幅器（オペアンプ）について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 図1及び図2のような直流増幅回路がある。それぞれの出力電圧 \( V_{o1} \), \( V_{o2} \) の値 \( [\mathrm{V}] \) の組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 ただし、演算増幅器は理想的なものとし、 \( V_{i1}=0.6 \mathrm{V} \) 及び \( V_{i2}=0.45 \mathrm{V} \) は直流の入力電圧である。

電圧 \(V\) \([\text{V}]\) に充電された静電容量 \(C\) \([\text{F}]\) のコンデンサと全く充電されていない静電容量 \(2C\) \([\text{F}]\) のコンデンサとがある。これら二つのコンデンサを並列に接続したとき、これらのコンデンサに蓄えられる全静電エネルギー \([\text{J}]\) の値として、正しいものは次のうちどれか。

真空中に \(Q\) \([\text{C}]\) の電荷をもつ半径 \(r\) \([\text{m}]\) の球状導体がある。ここで、真空の空間を比誘電率2の絶縁体の液体で満たしたとすると、静電気に関する記述として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし、無限遠点の電位を零電位とする。