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2012年度 理論

理論 問8

図のように、正弦波交流電圧 \(E=200\) [V] の電源がインダクタンスL [H] のコイルとR [Ω] の抵抗との直列回路に電力を供給している。回路を流れる電流が \(I=10\) [A], 回路の無効電力が \(Q=1200\) [var] のとき、抵抗R [Ω] の値として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路論点: 無効電力

2012年度 理論

理論 問14

電気計測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。

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路

2012年度 理論

理論 問16(a)

図のように、相電圧 200 [V] の対称三相交流電源に、複素インピーダンス \(\dot{Z}=5\sqrt{3}+j5\) [Ω] の負荷がY結線された平衡三相負荷を接続した回路がある。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

電流 \(\dot{I}_{1}\) [A]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。

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路論点: 平衡負荷

2012年度 理論

理論 問16(b)

図のように、相電圧 200 [V] の対称三相交流電源に、複素インピーダンス \(\dot{Z}=5\sqrt{3}+j5\) [Ω] の負荷がY結線された平衡三相負荷を接続した回路がある。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

電流 \(\dot{I}_{ab}\) [A]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。

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路論点: 平衡負荷

2011年度 理論

理論 問17(a)

電力計について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

次の文章は，電力計の原理に関する記述である。図1に示す電力計は，固定コイル $F_1$ ， $F_2$ に流れる負荷電流 $\dot{I}$ [A] による磁界の強さと，可動コイル $M$ に流れる電流 $\dot{I}_M$ [A] の積に比例したトルクが可動コイルに生じる。したがって，指針の触れ角 $\theta$ は （ア） に比例する。このような形の計器は，一般に （イ） 計器といわれ， （ウ） の測定に使用される。負荷 $\dot{Z}$ [$\Omega$] が誘導性の場合，電圧 $\dot{V}$ [V] のベクトルを基準に負荷電流 $\dot{I}$ [A] のベクトルを描くと，図2に示すベクトル①，②，③のうち （エ） のように表される。ただし， $\varphi$ [rad] は位相角である。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。

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路論点: 平衡負荷

2011年度 理論

理論 問17(b)

電力計について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

次の文章は，図1に示した単相電力計を $2$ 個使用し，三相電力を測定する $2$ 電力計法の理論に関する記述である。図3のように，誘導性負荷 $\dot{Z}$ を $3$ 個接続した平衡三相負荷回路に対称三相交流電源が接続されている。ここで，線間電圧を $\dot{V}_{ab}$ [V] ， $\dot{V}_{bc}$ [V] ， $\dot{V}_{ca}$ [V] ，負荷の相電圧を $\dot{V}_a$ [V] ， $\dot{V}_b$ [V] ， $\dot{V}_c$ [V] ，線電流を $\dot{I}_a$ [A] ， $\dot{I}_b$ [A] ， $\dot{I}_c$ [A] で示す。この回路で，図のように単相電力計 $W_1$ と $W_2$ を接続すれば，平衡三相負荷の電力が， $2$ 個の単相電力計の指示の和として求めることができる。単相電力計 $W_1$ の電圧コイルに加わる電圧 $\dot{V}_{ac}$ は，図4のベクトル図から $\dot{V}_{ac}=\dot{V}_a-\dot{V}_c$ となる。また，単相電力計 $W_2$ の電圧コイルに加わる電圧 $\dot{V}_{bc}$ は $\dot{V}_{bc}=$ （オ） となる。それぞれの電流コイルに流れる電流 $\dot{I}_a$ ， $\dot{I}_b$ と電圧の関係は図4のようになる。図4における $\phi$ [rad] は相電圧と線電流の位相角である。線間電圧の大きさを $V_{ab}=V_{bc}=V_{ca}=V$ [V] ，線電流の大きさを $I_a=I_b=I_c=I$ [A] とおくと，単相電力計 $W_1$ 及び $W_2$ の指示をそれぞれ $P_1$ [W] ， $P_2$ [W] とすれば，$$\begin{aligned}
P_1 &= V_{ac}I_a\cos \left( \text{（カ）} \right) \ \text{[W]} \\
P_2 &= V_{bc}I_b\cos \left( \text{（キ）} \right) \ \text{[W]}
\end{aligned}$$したがって， $P_1$ と $P_2$ の和 $P$ [W] は，$$P = P_1 + P_2 = VI \left( \text{（ク）} \right) \cos \phi = \sqrt{3}VI\cos \phi \ \text{[W]}$$となるので， $2$ 個の単相電力計の指示の和は三相電力に等しくなる。上記の記述中の空白箇所(オ)，(カ)，(キ)及び(ク)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。

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路論点: 平衡負荷

2010年度 理論

理論 問7

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。

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路論点: 単相3線式

2010年度 理論

理論 問8

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。

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路論点: 力率

2010年度 理論

理論 問9

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。

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路論点: 平衡負荷

2010年度 理論

理論 問15(a)

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。

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路論点: 平衡負荷

2010年度 理論

理論 問15(b)

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。

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路論点: 平衡負荷

2010年度 理論

理論 問16(a)

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。

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路

2010年度 理論

理論 問16(b)

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。

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路

2010年度 理論

理論 問18(a)

演算増幅器(オペアンプ)について、次の(a)及び(b)に答えよ。

演算増幅器の特徴に関する記述として、誤っているのは次のうちどれか。

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路論点: 電子回路

2010年度 理論

理論 問18(b)

演算増幅器(オペアンプ)について、次の(a)及び(b)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], \(V_{o2}\) [V] の値として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。
ただし、演算増幅器は理想的なものとし、\(V_{i1}=0.6\) [V] 及び \(V_{i2}=0.45\) [V] は入力電圧である。

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路論点: 電子回路

2009年度 理論

理論 問8

図のように、\(R=\sqrt{3}\omega L\) [Ω] の抵抗、インダクタンス \(L\) [H] のコイル、スイッチ S が角周波数 \(\omega\) [rad/s] の交流電圧 \(\dot{E}\) [V] の電源に接続されている。スイッチ S を開いているとき、コイルを流れる電流の大きさを \(I_{1}\) [A]、電源電圧に対する電流の位相差を \(\theta_{1} [^{\circ}]\) とする。また、スイッチ S を閉じているとき、コイルを流れる電流の大きさを \(I_{2}\) [A]、電源電圧に対する電流の位相差を \(\theta_{2} [^{\circ}]\) とする。このとき、\(\dfrac{I_{1}}{I_{2}}\) 及び \(|\theta_{1}-\theta_{2}| [^{\circ}]\) の値として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路

2009年度 理論

理論 問14

可動コイル形直流電流計 \(A_{1}\) と可動鉄片形交流電流計 \(A_{2}\) の2台の電流計がある。それぞれの電流計の性質を比較するために次のような実験を行った。
図1のように \(A_{1}\) と \(A_{2}\) を抵抗 100 [Ω] と電圧 10 [V] の直流電源の回路に接続したとき、\(A_{1}\) の指示は 100 [mA]、\(A_{2}\) の指示は (ア) [mA] であった。
また、図2のように、周波数 50 [Hz]、電圧 100 [V] の交流電源と抵抗 500 [Ω] に \(A_{1}\) と \(A_{2}\) を接続したとき、\(A_{1}\) の指示は (イ) [mA]、\(A_{2}\) の指示は 200 [mA] であった。
上記の記述中の空白箇所 (ア) 及び (イ) に当てはまる最も近い値として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。
ただし、\(A_{1}\) と \(A_{2}\) の内部抵抗はどちらも無視できるものであった。

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路

2009年度 理論

理論 問16(a)

平衡三相回路について、次の(a)及び(b)に答えよ。

図1のように、抵抗 \(R\) [Ω] が接続された平衡三相負荷に線間電圧 \(E\) [V] の対称三相交流電源を接続した。このとき、図1に示す電流 \(\dot{I}_{1}\) [A] の大きさの値を表す式として、正しいのは次のうちどれか。

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路論点: 平衡負荷

2009年度 理論

理論 問16(b)

平衡三相回路について、次の(a)及び(b)に答えよ。

次に、図1を図2のように、抵抗 \(R\) [Ω] をインピーダンス \(\dot{Z}=12+j9\) [Ω] の負荷に置き換え、線間電圧 \(E=200\) [V] とした。このとき、図2に示す電流 \(\dot{I}_{2}\) [A] の大きさの値として、最も近いのは次のうちどれか。
（注：図1はΔ結線、図2はY結線である）

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路論点: 平衡負荷

2009年度 理論

理論 問18(a)

(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

分野: 交流回路・三相回路 論点: 三相回路論点: トランジスタ特性