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2010年度 理論

理論 問5

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。

分野: 直流回路 論点: 直流回路

2010年度 理論

理論 問6

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。

分野: 直流回路 論点: 直流回路論点: 短絡

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10

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。

分野: 静電気・コンデンサ 論点: 静電気論点: 静電容量

2010年度 理論

理論 問11

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。

分野: 静電気・コンデンサ 論点: 静電気論点: 静電容量

2010年度 理論

理論 問12

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。

分野: 静電気・コンデンサ 論点: 静電気論点: 静電容量

2010年度 理論

理論 問13

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。

分野: 静電気・コンデンサ 論点: 静電気論点: 静電容量

2010年度 理論

理論 問14

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。

分野: 電気計測・電子回路 論点: 電気計測論点: 電子回路

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17(a)

真空中において、図に示すように、一辺の長さが \(6\) [m] の正三角形の頂点Aに \(4\times10^{-9}\) [C] の正の点電荷が置かれ、頂点Bに \(-4\times10^{-9}\) [C] の負の点電荷が置かれている。正三角形の残る頂点を点Cとし、点Cより下した垂線と正三角形の辺ABとの交点を点Dとして、次の(a)及び(b)に答えよ。
ただし、クーロンの法則の比例定数を \(9\times10^{9}\) [N\(\cdot\)m\(^{2}\)/C\(^{2}\)] とする。

まず、\(q_{0}\) [C] の正の点電荷を点Cに置いたときに、この正の点電荷に働く力の大きさは \(F_{C}\) [N] であった。次に、この正の点電荷を点Dに移動したときに、この正の点電荷に働く力の大きさは \(F_{D}\) [N] であった。力の大きさの比 \(\dfrac{F_{C}}{F_{D}}\) の値として、正しいのは次のうちどれか。

分野: 静電気・コンデンサ 論点: 静電気論点: 静電容量

2010年度 理論

理論 問17(b)

真空中において、図に示すように、一辺の長さが \(6\) [m] の正三角形の頂点Aに \(4\times10^{-9}\) [C] の正の点電荷が置かれ、頂点Bに \(-4\times10^{-9}\) [C] の負の点電荷が置かれている。正三角形の残る頂点を点Cとし、点Cより下した垂線と正三角形の辺ABとの交点を点Dとして、次の(a)及び(b)に答えよ。
ただし、クーロンの法則の比例定数を \(9\times10^{9}\) [N\(\cdot\)m\(^{2}\)/C\(^{2}\)] とする。

次に、\(q_{0}\) [C] の正の点電荷を点Dから点Cの位置に戻し、強さが \(0.5\) [V/m] の一様な電界を辺ABに平行に点Bから点Aの向きに加えた。このとき、\(q_{0}\) [C] の正の点電荷に電界の向きと逆の向きに \(2\times10^{-9}\) [N] の大きさの力が働いた。正の点電荷 \(q_{0}\) [C] の値として、正しいのは次のうちどれか。

分野: 静電気・コンデンサ 論点: 静電気論点: 静電容量

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1

電極板面積と電極板間隔が共に \(S\) \([m^{2}]\) と \(d\) \([m]\) で、一方は比誘電率が \(\epsilon_{r1}\) の誘電体からなる平行平板コンデンサ \(C_{1}\) と、他方は比誘電率が \(\epsilon_{r2}\) の誘電体からなる平行平板コンデンサ \(C_{2}\) がある。いま、これらを図のように並列に接続し、端子 A, B間に直流電圧 \(V_{0}\) \([V]\) を加えた。このとき、コンデンサ \(C_{1}\) の電極板間の電界の強さを \(E_{1} [V/m]\)、電束密度を \(D_{1} [C/m^{2}]\)、また、コンデンサ \(C_{2}\) の電極板間の電界の強さを \(E_{2} [V/m]\)、電束密度を \(D_{2} [C/m^{2}]\) とする。両コンデンサの電界の強さ \(E_{1} [V/m]\) 及び \(E_{2} [V/m]\) はそれぞれ (ア) であり、電束密度 \(D_{1} [C/m^{2}]\) 及び \(D_{2} [C/m^{2}]\) はそれぞれ (イ) である。したがって、コンデンサ \(C_{1}\) に蓄えられる電荷を \(Q_{1} [C]\)、コンデンサ \(C_{2}\) に蓄えられる電荷を \(Q_{2} [C]\) とすると、それらはそれぞれ (ウ) となる。
ただし、電極板の厚さ及びコンデンサの端効果は、無視できるものとする。また、真空の誘電率を \(\epsilon_{0} [F/m]\) とする。
上記の記述中の空白箇所 (ア)、(イ) 及び (ウ) に当てはまる式として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

分野: 静電気・コンデンサ 論点: 静電気論点: 静電容量

2009年度 理論

理論 問2

静電界に関する記述として、正しいのは次のうちどれか。

分野: 静電気・コンデンサ 論点: 静電気論点: 静電容量