令和7年度上期 理論｜電験三種試験

この回には 22問あります。

この回だけ解く

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電圧V [V]に充電された静電容量C [F]のコンデンサと全く充電されていない静電容量2C [F]のコンデンサとがある。これら二つのコンデンサを並列に接続したとき，これらのコンデンサに蓄えられる全静電エネルギー[J]の値として，正しいものは次のうちどれか。
• 問2真空中にQ [C]の電荷をもつ半径r [m]の球状導体がある。ここで，真空の空間を比誘電率2の絶縁体の液体で満たしたとすると，静電気に関する記述として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，無限遠点の電位を零電位とする。
• 問3図のように，環状鉄心に二つのコイルが巻かれている。コイル1の巻数はNであり，その自己インダクタンスはL [H]である。コイル2の巻数はnであり，その自己インダクタンスは9L [H]である。巻数nの値を表す式として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，鉄心は均一で一定断面積をもち，コイル及び鉄心の漏れ磁束はなく，鉄心の磁気飽和もないものとする。
• 問4図1のように，無限に長い直線状導体Aに直流電流I₁[A]が流れているとき，この導体からa[m]離れた点Pでの磁界の大きさはH₁[A/m]であった。一方，図2のように半径a[m]の一巻きの円形コイルBに直流電流I₂[A]が流れているとき，この円の中心点Oでの磁界の大きさはH₂[A/m]であった。H₁＝H₂であるときのI₁とI₂の関係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。
• 問5図に示すRLC回路において，静電容量C[F]のコンデンサが電圧V[V]に充電されている。この状態でスイッチSを閉じて，それから時間が十分に経過してコンデンサの端子電圧が最終的に零となった。この間に抵抗R[Ω]で消費された電気エネルギーW[J]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。
• 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10 Vであった。また，図2のように端子b-c間に15 Ωの抵抗を並列に追加したとき，端子b-c間の電圧は4 Vであった。今，図3のように端子b-c間を短絡したとき，電流I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7図のような直流回路において，スイッチSを閉じているとき，2 Ωの抵抗を流れる電流は，スイッチSを開いたときの電流の3倍であった。Rの値[Ω]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
• 問8ある回路に，i＝4√2 sin120πt [A]の電流が流れている。この電流の瞬時値が，時刻t＝0 s以降に初めて4 Aとなるのは，時刻t＝t₁ [s]である。t₁ [s]の値として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
• 問9図の交流回路において，電源電圧をE＝140 Vとする。この電源に抵抗R₀ [Ω]と誘導性リアクタンスXL [Ω]とからなる力率0.8の誘導性負荷を接続したところ，電源から流れ出る電流の大きさは30 Aであった。次に，スイッチSを閉じ，誘導性負荷と並列に抵抗R [Ω]を接続すると，電源から流れ出る電流の大きさが82 Aとなった。このとき，抵抗R [Ω]の大きさとして，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
• 問10図の回路のスイッチSをt＝0 sで閉じる。電流iS [A]の波形として最も適切に表すものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，スイッチSを閉じる直前に，回路は定常状態にあったとする。
• 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加えると，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，電界の向きはp形半導体の場合と［(ウ)］である。この電界により，電極①-②間にホール電圧VH [V]が発生し，それは直流電流I [A]にほぼ［(エ)］する。上記の記述中の空白箇所(ア)～(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。
• 問12真空中において，図のように電極板の間隔が6 mm，電極板の面積が十分広い平行平板電極があり，電極K，P間には2 000 Vの直流電圧が加えられている。このとき，電極K，P間の電界の強さは約［(ア)］ V/mである。電極Kをヒータで加熱すると表面から［(イ)］が放出される。ある1個の電子に着目してその初速度を零とすれば，電子が電極Pに達したときの運動エネルギーWは［(ウ)］ Jとなる。ただし，電極K，P間の電界は一様とし，電気素量e＝1.6×10⁻¹⁹ Cとする。上記の記述中の空白箇所(ア)～(ウ)に当てはまる語句又は数値の組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
• 問13図はあるエミッタ接地トランジスタの静特性を示す。この特性より，ベース電流IB＝40 μA，コレクタ･エミッタ間の電圧VCE＝6 Vにおける電流増幅率hfe(又はβ)の値及び出力インピーダンス1／hoe(又はr₀)の値[Ω]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14電気及び磁気に関する量とその単位記号(これと同じ内容を表す単位記号を含む。)の組み合わせとして，誤っているのは次のうちどれか。
• 問15(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Ż＝5√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。
• 問15(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Ż＝5√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。
• 問16(a)次に示す条件Ⅰ～Ⅲを満たす永久磁石可動コイル形電流電圧計を製作したい。永久磁石可動コイル形電流電圧計内部の接続の一部が図に示すようであるとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，コイルは内部抵抗r＝5 Ωであり，最大4 mAまで直流電流を流すことができるものとする。条件Ⅰ：切り替えスイッチをAにしたときは，最大1 Aの直流電流を測定できるものとする。条件Ⅱ：切り替えスイッチをBにしたときは，最大100 mAの直流電流を測定できるものとする。条件Ⅲ：切り替えスイッチをCにしたときは，最大1.2 Vの直流電圧を測定できるものとする。
• 問16(b)次に示す条件Ⅰ～Ⅲを満たす永久磁石可動コイル形電流電圧計を製作したい。永久磁石可動コイル形電流電圧計内部の接続の一部が図に示すようであるとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，コイルは内部抵抗r＝5 Ωであり，最大4 mAまで直流電流を流すことができるものとする。条件Ⅰ：切り替えスイッチをAにしたときは，最大1 Aの直流電流を測定できるものとする。条件Ⅱ：切り替えスイッチをBにしたときは，最大100 mAの直流電流を測定できるものとする。条件Ⅲ：切り替えスイッチをCにしたときは，最大1.2 Vの直流電圧を測定できるものとする。
• 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。