図の平衡三相回路について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

抵抗 \(R \mathrm{[\Omega]}\)、誘導性リアクタンス \(X \mathrm{[\Omega]}\) からなる平衡三相負荷(力率80%)に対称三相交流電源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の各相の負荷を使って \(\Delta\) 結線し、図2のように相電圧 \(200 \mathrm{V}\) の対称三相電源に接続した。この平衡三相負荷の全消費電力の値 \(\mathrm{[kW]}\) として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

内部抵抗が \(15\,\mathrm{k\Omega}\) の150V 測定端子と内部抵抗が \(10\,\mathrm{k\Omega}\) の100V 測定端子をもつ永久磁石可動コイル形直流電圧計がある。この直流電圧計を使用して、図のように、電流I [A]の定電流源で電流を流して抵抗Rの両端の電圧を測定した。 測定I: 150Vの測定端子で測定したところ、直流電圧計の指示値は101.0 V であった。 測定II: 100Vの測定端子で測定したところ、直流電圧計の指示値は99.00 V であった。 次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし、測定に用いた機器の指示値に誤差はないものとする。

図のように、電源 \(E \mathrm{[V]}\)、負荷抵抗 \(R \mathrm{[\Omega]}\)、内部抵抗 \(R_{v} \mathrm{[k\Omega]}\) の電圧計及び内部抵抗 \(R_{a} \mathrm{[\Omega]}\) の電流計を接続した回路がある。この回路において、電圧計及び電流計の指示値がそれぞれ \(V_{1} \mathrm{[V]}\)、\(I_{1} \mathrm{[A]}\) であるとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、電圧計と電流計の指示値の積を負荷抵抗 \(R \mathrm{[\Omega]}\) の消費電力の測定値とする。 電流計の電力損失の値 \(\mathrm{[W]}\) を表す式として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

内部抵抗が \(15\,\mathrm{k\Omega}\) の150V 測定端子と内部抵抗が \(10\,\mathrm{k\Omega}\) の100V 測定端子をもつ永久磁石可動コイル形直流電圧計がある。この直流電圧計を使用して、図のように、電流I [A]の定電流源で電流を流して抵抗Rの両端の電圧を測定した。 測定I: 150Vの測定端子で測定したところ、直流電圧計の指示値は101.0 V であった。 測定II: 100Vの測定端子で測定したところ、直流電圧計の指示値は99.00 V であった。 次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし、測定に用いた機器の指示値に誤差はないものとする。

図のように、電源 \(E \mathrm{[V]}\)、負荷抵抗 \(R \mathrm{[\Omega]}\)、内部抵抗 \(R_{v} \mathrm{[k\Omega]}\) の電圧計及び内部抵抗 \(R_{a} \mathrm{[\Omega]}\) の電流計を接続した回路がある。この回路において、電圧計及び電流計の指示値がそれぞれ \(V_{1} \mathrm{[V]}\)、\(I_{1} \mathrm{[A]}\) であるとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、電圧計と電流計の指示値の積を負荷抵抗 \(R \mathrm{[\Omega]}\) の消費電力の測定値とする。 今、負荷抵抗 \(R=320 \Omega\)、電流計の内部抵抗 \(R_{a}=4 \Omega\) が分かっている。この回路で得られた負荷抵抗 \(R \mathrm{[\Omega]}\) の消費電力の測定値 \(V_{1}I_{1} \mathrm{[W]}\) に対して、\(R \mathrm{[\Omega]}\) の消費電力を真値とするとき、誤差率の値 \(\mathrm{[\%]}\) 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、極板間の厚さd [m],表面積S [m²]の平行板コンデンサAとBがある。コンデンサAの内部は、比誘電率と厚さが異なる3種類の誘電体で構成され、極板と各誘電体の水平方向の断面積は同一である。コンデンサBの内部は、比誘電率と水平方向の断面積が異なる3種類の誘電体で構成されている。コンデンサAの各誘電体内部の電界の強さをそれぞれ \(E_{A1}, E_{A2}, E_{A3}\)、コンデンサBの各誘電体内部の電界の強さをそれぞれ \(E_{B1}, E_{B2}, E_{B3}\) とし、端効果,初期電荷及び漏れ電流は無視できるものとする。また、真空の誘電率を \(\varepsilon_{0}[\mathrm{F/m}]\) とする。両コンデンサの上側の極板に電圧V [V]の直流電源を接続し、下側の極板を接地した。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

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。 (選択問題) 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 \(\mathrm{[\mu F]}\) 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、極板間の厚さd [m],表面積S [m²]の平行板コンデンサAとBがある。コンデンサAの内部は、比誘電率と厚さが異なる3種類の誘電体で構成され、極板と各誘電体の水平方向の断面積は同一である。コンデンサBの内部は、比誘電率と水平方向の断面積が異なる3種類の誘電体で構成されている。コンデンサAの各誘電体内部の電界の強さをそれぞれ \(E_{A1}, E_{A2}, E_{A3}\)、コンデンサBの各誘電体内部の電界の強さをそれぞれ \(E_{B1}, E_{B2}, E_{B3}\) とし、端効果,初期電荷及び漏れ電流は無視できるものとする。また、真空の誘電率を \(\varepsilon_{0}[\mathrm{F/m}]\) とする。両コンデンサの上側の極板に電圧V [V]の直流電源を接続し、下側の極板を接地した。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

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。 (選択問題) 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 \(C_{0}\) の値 \(\mathrm{[\mu F]}\) として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

振幅変調について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

図1は、飽和領域で動作する接合形FETを用いた増幅回路を示し、図中の \(v_{i}\) 並びに \(v_{o}\) はそれぞれ、入力と出力の小信号交流電圧 \(\mathrm{[V]}\) を表す。また、図2は、その増幅回路で使用するFETのゲートーソース間電圧 \(V_{gs} \mathrm{[V]}\) に対するドレーン電流 \(I_{d} \mathrm{[mA]}\) の特性を示している。抵抗 \(R_{G}=1 \mathrm{M\Omega}\)、\(R_{D}=5 \mathrm{k\Omega}\)、\(R_{L}=2.5 \mathrm{k\Omega}\)、直流電源電圧 \(V_{DD}=20 \mathrm{V}\) とするとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (選択問題) FETの動作点が図2の点Pとなる抵抗 \(R_{S}\) 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。

振幅変調について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

図1は、飽和領域で動作する接合形FETを用いた増幅回路を示し、図中の \(v_{i}\) 並びに \(v_{o}\) はそれぞれ、入力と出力の小信号交流電圧 \(\mathrm{[V]}\) を表す。また、図2は、その増幅回路で使用するFETのゲートーソース間電圧 \(V_{gs} \mathrm{[V]}\) に対するドレーン電流 \(I_{d} \mathrm{[mA]}\) の特性を示している。抵抗 \(R_{G}=1 \mathrm{M\Omega}\)、\(R_{D}=5 \mathrm{k\Omega}\)、\(R_{L}=2.5 \mathrm{k\Omega}\)、直流電源電圧 \(V_{DD}=20 \mathrm{V}\) とするとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (選択問題) 図2の特性曲線の点Pにおける接線の傾きを読むことで、FETの相互コンダクタンスが \(g_{m}=6 \mathrm{mS}\) であるとわかる。この値を用いて、増幅回路の小信号交流等価回路をかくと図3となる。ここで、コンデンサ \(C_{1}\)、\(C_{2}\)、\(C_{S}\) のインピーダンスが使用する周波数で十分に小さいときを考えており、FETの出力インピーダンスが \(R_{D} \mathrm{[k\Omega]}\) や \(R_{L} \mathrm{[k\Omega]}\) より十分大きいとしている。 この増幅回路の電圧増幅度 \(A_{v}=\left|\dfrac{v_{o}}{v_{i}}\right|\) 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に示すような、空気を含む二つの誘電体からなる平行平板電極がある。この下部電極を接地し、上部電極に電圧を加えたときの電極間の等電位線の分布を示す断面図として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 ただし、誘電体の導電性及び電極と誘電体の端効果は無視できるものとする。参考までに固体誘電体を取り除いた、空気中平行平板電極の場合の等電位線の分布を図2に示す。

図のように、電極面積 \( 0.1 \mathrm{m}^{2} \)、電極間隔 \( 6 \mathrm{mm} \) の平行平板コンデンサに、比誘電率 \( \varepsilon_{r1}=2 \)、厚さ \( 2 \mathrm{mm} \) 及び比誘電率 \( \varepsilon_{r2}=4 \)、厚さ \( 4 \mathrm{mm} \) の2種類の誘電体が電極と平行に挿入されている。このコンデンサに \( 12 \mathrm{V} \) の直流電圧を印加したとき、蓄えられる電荷の値 \( [\mathrm{C}] \) として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 ただし、真空の誘電率 \( \varepsilon_{0}=8.85\times10^{-12} \mathrm{F/m} \) とし、コンデンサの端効果は無視するものとする。

空気中に孤立した半径 \(a\) [m] の導体球に帯電できる最大の電荷の値[C]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、空気の絶縁耐力及び誘電率はそれぞれ \(E_m\) [V/m] 及び \(\varepsilon_0\) [F/m] とする。

地球を、真空中にある半径 \( 6.37\times10^{6} \) の導体球と見なしたとき、地球の静電容量の値 \( [\mathrm{F}] \) として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 ただし、真空の誘電率を \( \varepsilon_{0}=8.85\times10^{-12} \mathrm{F/m} \) とする。

磁気に関する量とその単位記号 (SI 基本単位及び組立単位による表し方)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。

巻数30のコイルを貫通している磁束が0.1秒間に \( 1 \mathrm{Wb} \) の割合で直線的に変化するとき、コイルに発生する起電力の大きさ \( [\mathrm{V}] \) として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。