電験三種過去問検索

2014年度理論

理論問1

極板A-B間が比誘電率 \(\epsilon_{r}=2\) の誘電体で満たされた平行平板コンデンサがある。極板間の距離は \(d\) [m]、極板間の直流電圧は \(V_0\) [V] である。極板と同じ形状と大きさをもち、厚さが \(\dfrac{d}{4}\) [m] の帯電していない導体を図に示す位置 P-Q 間に極板と平行に挿入したとき、導体の電位の値 [V] 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、コンデンサの端効果は無視できるものとする。

[図の構成]
上部極板 A (電圧 \(V_0\))
誘電体 (\(\epsilon_{r}=2\))、厚さ \(\dfrac{d}{2}\)
位置 P
導体、厚さ \(\dfrac{d}{4}\)
位置 Q
誘電体 (\(\epsilon_{r}=2\))、厚さ \(\dfrac{d}{4}\)
下部極板 B (接地)

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2014年度理論

理論問2

次の文章は、静電気に関する記述である。
図のように真空中において、負に帯電した帯電体Aを、帯電していない絶縁された導体Bに近づけると、導体Bの帯電体Aに近い側の表面c付近に (ア) の電荷が現れ、それと反対側の表面d付近に (イ) の電荷が現れる。この現象を (ウ) という。

上記の記述中の空白箇所 (ア)、(イ) 及び (ウ) 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: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2014年度理論

理論問3

環状鉄心に絶縁電線を巻いて作った磁気回路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: 磁気・電磁誘導論点: 磁気論点: 電磁誘導

2014年度理論

理論問4

図のように、十分に長い直線状導体A、Bがあり、AとBはそれぞれ直角座標系の \(x\) 軸と \(y\) 軸に沿って置かれている。Aには \(+x\) 方向の電流 \(I_{x}\) [A] が、Bには \(+y\) 方向の電流 \(I_{y}\) [A] が、それぞれ流れている。\(I_{x}>0\)、\(I_{y}>0\) とする。
このとき、\(xy\) 平面上で \(I_{x}\) と \(I_{y}\) のつくる磁界が零となる点 \((x [\text{m}], y [\text{m}])\) の満たす条件として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
ただし、 \(x \neq 0\)、 \(y \neq 0\) とする。

分野: 磁気・電磁誘導論点: 磁気論点: 電磁誘導

2014年度理論

理論問5

図のように、コンデンサ3個を充電する回路がある。スイッチ \(S_1\) 及び \(S_2\) を同時に閉じてから十分に時間が経過し、定常状態となったとき、a点からみたb点の電圧の値 [V] 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、各コンデンサの初期電荷は零とする。

[回路定数]
上段：\(10\mu\text{F}\)、スイッチ \(S_2\)、直流電源 \(20\text{V}\)
中段：\(20\mu\text{F}\)（端子a-b間）
下段：\(10\mu\text{F}\)、スイッチ \(S_1\)、直流電源 \(10\text{V}\)

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2014年度理論

理論問6

図のように、抵抗を直並列に接続した直流回路がある。この回路を流れる電流 \(I\) の値は、\(I = 10\) mA であった。このとき、抵抗 \(R_{2}\) [k\(\Omega\)] として、最も近い \(R_{2}\) の値を次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
ただし、抵抗 \(R_{1}\) [k\(\Omega\)] に流れる電流 \(I_{1}\) [mA] と抵抗 \(R_{2}\) [k\(\Omega\)] に流れる電流 \(I_{2}\) [mA] の電流比 \(\dfrac{I_{1}}{I_{2}}\) の値は \(\dfrac{1}{2}\) とする。

[回路諸元]
電源電圧 \(E = 10\) V
全体の直列電流 \(I = 10\) mA
直列抵抗 \(R = 100 \Omega\) が2つ（回路の左右）
並列部：上側に \(R_1\)、下側に \(R_2\)

分野: 直流回路論点: 直流回路

2014年度理論

理論問7

図に示す直流回路において、抵抗 \(R_{1}=5 \Omega\) で消費される電力は抵抗 \(R_{3}=15 \Omega\) で消費される電力の何倍となるか。その倍率として、最も近い値を次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

[回路諸元]
電源電圧 2 V
直列抵抗 \(R_1 = 5 \Omega\)
並列抵抗 \(R_2 = 10 \Omega\)、 \(R_3 = 15 \Omega\)

分野: 直流回路論点: 直流回路

2014年度理論

理論問8

図の交流回路において、電源を流れる電流 \(I\) [A] の大きさが最小となるように静電容量 \(C\) [F] の値を調整した。このときの回路の力率の値として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

[回路]
電源 \(V\) [V], 50 Hz
並列回路：
- 左側：可変コンデンサ \(C\) [F]
- 右側：インダクタ \(1\) H と抵抗 \(100 \Omega\) の直列

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2014年度理論

理論問9

図のように、二つのLC直列共振回路A、Bがあり、それぞれの共振周波数が \(f_{A}\) [Hz]、\(f_{B}\) [Hz] である。これらA、Bをさらに直列に接続した場合、全体としての共振周波数が \(f_{AB}\) [Hz] になった。\(f_{A}, f_{B}, f_{AB}\) の大小関係として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

回路A: \(L\) [H], \(C\) [F]
回路B: \(2L\) [H], \(C\) [F]

分野: 交流回路・三相回路論点: 三相回路

2014年度理論

理論問10

交流回路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。
ただし、抵抗 \(R\) [\(\Omega\)]、インダクタンス \(L\) [H]、静電容量 \(C\) [F] とする。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2014年度理論

理論問11

図のように、直流電圧 \(E\) [V] の電源が2個、\(R\) [\(\Omega\)] の抵抗が2個、静電容量 \(C\) [F] のコンデンサ、スイッチ \(S_1\) と \(S_2\) からなる回路がある。スイッチ \(S_1\) と \(S_2\) の初期状態は、共に開いているものとする。電源の内部インピーダンスは零とする。時刻 \(t=t_1\) [s] でスイッチ \(S_1\) を閉じ、その後、時定数 \(CR\) [s] に比べて十分に時間が経過した時刻 \(t=t_2\) [s] でスイッチ \(S_1\) を開き、スイッチ \(S_2\) を閉じる。このとき、コンデンサの端子電圧 \(v\) [V] の波形を示す図として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
ただし、コンデンサの初期電荷は零とする。

[回路構成]
左ループ：電源 \(E\) (正極上)、スイッチ \(S_1\)、抵抗 \(R\)、コンデンサ \(C\) (中央)
右ループ：コンデンサ \(C\)、スイッチ \(S_2\)、抵抗 \(R\)、電源 \(E\) (正極下、負極上)
※右側電源の向きに注意。図では長い棒が下側に描かれている（通常の電池記号と逆、あるいは下側が正）。ただし、問題文には「直流電圧E」とあり、図記号の長い線がプラスである。図を見ると、左の電源は上がプラス。右の電源は下がプラス（長い線が下）である。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2014年度理論

理論問12

半導体のpn接合を利用した素子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: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2014年度理論

理論問13

図のような、演算増幅器を用いた能動回路がある。直流入力電圧 \(V_{in}\) [V] が 3 V のとき、出力電圧 \(V_{out}\) [V] として、最も近い \(V_{out}\) の値を次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
ただし、演算増幅器は、理想的なものとする。

[回路]
非反転入力端子 (+) に 5V 電源が接続。
反転入力端子 (-) には、入力 \(V_{in}\) から \(20 \text{k}\Omega\) の抵抗が接続され、出力 \(V_{out}\) から \(10 \text{k}\Omega\) の帰還抵抗が接続されている。

分野: 直流回路論点: 直流回路論点: 電子回路

2014年度理論

理論問14

図のように200Vの対称三相交流電源に抵抗 \(R\) [\(\Omega\)] からなる平衡三相負荷を接続したところ、線電流は 1.73A であった。いま、電力計の電流コイルをc相に接続し、電圧コイルをc-a相間に接続したとき、電力計の指示 \(P\) [W] として、最も近い \(P\) の値を次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
ただし、対称三相交流電源の相回転は a, b, c の順とし、電力計の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: 三相回路論点: 平衡負荷

2014年度理論

理論問15(a)

図のように、正弦波交流電圧 \(E\) [V] の電源が誘導性リアクタンス \(X\) [\(\Omega\)] のコイルと抵抗 \(R\) [\(\Omega\)] との並列回路に電力を供給している。この回路において、電流計の指示値は 12.5A、電圧計の指示値は 300V、電力計の指示値は 2250 W であった。
ただし、電圧計、電流計及び電力計の損失はいずれも無視できるものとする。
次の(a)及び(b)の問に答えよ。

この回路における無効電力 \(Q\) [var] として、最も近い \(Q\) の値を次の(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

2014年度理論

理論問15(b)

図のように、正弦波交流電圧 \(E\) [V] の電源が誘導性リアクタンス \(X\) [\(\Omega\)] のコイルと抵抗 \(R\) [\(\Omega\)] との並列回路に電力を供給している。この回路において、電流計の指示値は 12.5A、電圧計の指示値は 300V、電力計の指示値は 2250 W であった。
ただし、電圧計、電流計及び電力計の損失はいずれも無視できるものとする。
次の(a)及び(b)の問に答えよ。

誘導性リアクタンス \(X\) [\(\Omega\)] として、最も近い \(X\) の値を次の(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

2014年度理論

理論問16(a)

図1のように、線間電圧 200V、周波数 50Hz の対称三相交流電源に \(1 \Omega\) の抵抗と誘導性リアクタンス \(\dfrac{4}{3} \Omega\) のコイルとの並列回路からなる平衡三相負荷(Y結線)が接続されている。また、スイッチSを介して、コンデンサC(\(\Delta\)結線)を接続することができるものとする。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

スイッチSが開いた状態において、三相負荷の有効電力 \(P\) の値 [kW] と無効電力 \(Q\) の値 [kvar] 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。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2014年度理論

理論問16(b)

図1のように、線間電圧 200V、周波数 50Hz の対称三相交流電源に \(1 \Omega\) の抵抗と誘導性リアクタンス \(\dfrac{4}{3} \Omega\) のコイルとの並列回路からなる平衡三相負荷(Y結線)が接続されている。また、スイッチSを介して、コンデンサC(\(\Delta\)結線)を接続することができるものとする。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

図2のように三相負荷のコイルの誘導性リアクタンスを \(\dfrac{2}{3} \Omega\) に置き換え、スイッチSを閉じてコンデンサCを接続する。このとき、電源からみた有効電力と無効電力が図1の場合と同じ値となったとする。コンデンサCの静電容量の値 [\(\mu\text{F}\)] 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: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2014年度理論

理論問17(a)

図のように、真空中において二つの小さな物体A、Bが距離 \(r\) [m] を隔てて鉛直線上に置かれている。Aは固定されており、Aの真下にBがある。物体A、Bはそれぞれ、質量 \(m_A\) [kg]、 \(m_B\) [kg] をもち、電荷 \(+q_A\) [C]、 \(-q_B\) [C] を帯びている。\(q_A > 0\)、\(q_B > 0\) とし、真空の誘電率を \(\epsilon_0\) [F/m] とする。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、小問(a)においては重力加速度 \(g\) [m/s\(^2\)] の重力を、小問(b)においては無重力を、それぞれ仮定する。物体A、Bの間の万有引力は無視する。

重力加速度 \(g\) [m/s\(^2\)] の重力のもとでBを初速度零で放ったとき、BはAに近づくように上昇を始めた。このときの条件を表す式として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量

2014年度理論

理論問17(b)

図のように、真空中において二つの小さな物体A、Bが距離 \(r\) [m] を隔てて鉛直線上に置かれている。Aは固定されており、Aの真下にBがある。物体A、Bはそれぞれ、質量 \(m_A\) [kg]、 \(m_B\) [kg] をもち、電荷 \(+q_A\) [C]、 \(-q_B\) [C] を帯びている。\(q_A > 0\)、\(q_B > 0\) とし、真空の誘電率を \(\epsilon_0\) [F/m] とする。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、小問(a)においては重力加速度 \(g\) [m/s\(^2\)] の重力を、小問(b)においては無重力を、それぞれ仮定する。物体A、Bの間の万有引力は無視する。

無重力のもとでBを下向きの初速度 \(v_B\) [m/s] で放ったとき、Bは下降を始めたが、途中で速度の向きが変わり上昇に転じた。このときの条件を表す式として、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 静電気・コンデンサ論点: 静電気論点: 静電容量