令和6年度下期 理論｜電験三種試験

この回には 22問あります。

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出題の内訳

この回は 1科目にわたって出ています。いちばん多いのは理論（22問）です。

• 理論22問

問題一覧

• 問1図のように，電極面積0.1 m²，電極間隔6 mmの平行平板コンデンサに，比誘電率ε₁＝2，厚さ2 mm及び比誘電率ε₂＝4，厚さ4 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 Vの直流電圧を印加したとき，蓄えられる電荷の値[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ε₀＝8.85×10⁻¹² F/mとし，コンデンサの端効果は無視するものとする。
• 問2地球を，真空中にある半径6.37×10⁶ mの導体球と見なしたとき，地球の静電容量の値[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ε₀＝8.85×10⁻¹² F/mとする。
• 問3巻数30のコイルを貫通している磁束が0.1秒間に1 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[V]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
• 問4図に示すように，直線導体A及びBがy方向に平行に配置され，両導体に同じ大きさの電流Iが共に＋y方向に流れているとする。このとき，各導体に加わる力の方向について，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。なお，xyz座標の定義は，破線の枠内の図で示したとおりとする。
• 問5R₁＝20 Ω，R₂＝30 Ωの抵抗，インダクタンスL₁＝20 mH，L₂＝40 mHのコイル及び静電容量C₁＝400 μF，C₂＝600 μFのコンデンサからなる図のような直並列回路がある。直流電圧E＝100 Vを加えたとき，定常状態においてL₁，L₂，C₁及びC₂に蓄えられるエネルギーの総和の値[J]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
• 問6図のように，二つの直流電源と三つの抵抗からなる回路がある。各抵抗に流れる電流を図に示す向きに定義するとき，電流I₁，I₂，I₃の値[A]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。
• 問7図の抵抗回路において，端子a，b間の合成抵抗Rabの値[Ω]は1.8R[Ω]であった。このとき，抵抗Rxの値[Ω]として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
• 問8図のように，二つの正弦波交流電圧源e₁[V]，e₂[V]が直列に接続されている回路において，合成電圧v [V]の最大値はe₁の最大値の［(ア)］倍となり，その位相はe₁を基準として［(イ)］[rad]の［(ウ)］となる。上記の記述中の空白箇所(ア)～(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。
• 問94 Ωの抵抗と静電容量がC [F]のコンデンサを直列に接続したRC回路がある。このRC回路に，周波数50 Hzの交流電圧100 Vの電源を接続したところ，20 Aの電流が流れた。では，このRC回路に，周波数60 Hzの交流電圧100 Vの電源を接続したとき，RC回路に流れる電流の値[A]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
• 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I₀ [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I₀／I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。ただし，コンデンサの初期電荷は零とする。
• 問11電界効果トランジスタ(FET)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。
• 問12次の文章は，電子レンジに内蔵されてマイクロ波を発生する，マグネトロン内の電子の軌跡を簡略化して説明した記述である。図に示すように，真空中の平行平板電極間に直流電圧を加えて平等電界E [V/m]を作り，平等電界と直交する方向に磁束密度B [T]の平等磁界を加えた。図中の⊙はz軸の正の向きで，紙面に垂直かつ手前の向きを表す。陰極上の点Pに初速零で電荷－e [C]の電子を置いて静かに離すと，y軸の［(ア)］の向きの電界により電子は陽極に向かって動き始める。同時に電子は磁束密度に［(イ)］した大きさの［(ウ)］力を受ける。磁界はz軸の［(エ)］の向きのため，電子は電界と磁界の作用でx軸の正の向きに移動する。このとき磁束密度が一定値以上では電子は陽極に到達せずに，図のように［(オ)］といわれる軌跡を描く。ただし，電子は紙面と平行な平面上を移動し，重力の影響は無視できるものとする。上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)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。
• 問13図1は，固定バイアス回路を用いた，RBの値が未知のエミッタ接地トランジスタ増幅回路である。図2は，この増幅回路で用いているトランジスタのコレクタ－エミッタ間電圧VCEとコレクタ電流ICとの関係を予め調べ示した静特性である。ただし，五つのベース電流の値IB [μA]のみに対する曲線であり，増幅回路の負荷抵抗RLの負荷線も重ねて示している。今，増幅回路の動作点を測定したところVCE＝3.0 Vであった。抵抗RBの値[MΩ]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，ベース－エミッタ間電圧VBEを0.7 Vとしてよい。なお，C₁，C₂は結合コンデンサであり，VCCは直流電圧源である。
• 問14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。
• 問15(a)図1のように，相電圧200 V，周波数50 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。
• 問15(b)図1のように，相電圧200 V，周波数50 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。
• 問16(a)図のブリッジ回路を用いて，未知抵抗Rxを測定したい。抵抗R₁＝3 kΩ，R₂＝2 kΩ，R₄＝3 kΩとし，R₃＝6 kΩ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(Rac＝Rbc＝3 kΩ)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6 Vとし，電流計の内部抵抗は無視できるものとする。
• 問16(b)図のブリッジ回路を用いて，未知抵抗Rxを測定したい。抵抗R₁＝3 kΩ，R₂＝2 kΩ，R₄＝3 kΩとし，R₃＝6 kΩ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(Rac＝Rbc＝3 kΩ)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6 Vとし，電流計の内部抵抗は無視できるものとする。
• 問17(a)(選択問題)
• 問17(b)(選択問題)
• 問18(a)(選択問題)
• 問18(b)(選択問題)

正解と解説は、答え合わせのあとに出ます。