令和8年度上期 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直流電圧1 000 Vの電源で充電された静電容量8 μFの平行板コンデンサがある。コンデンサを電源から外した後に電荷を保持したままコンデンサの電極間距離を元の距離の2倍にしたとき，静電容量[μF]と静電エネルギー[J]の値の組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
• 問2図のように，真空中に点P，点A，点Bが直線上に配置されている。点PはQ [C]の点電荷を置いた点とし，A-B間に生じる電位差の絶対値を|VAB| [V]とする。次の(a)～(d)の四つの実験を個別に行ったとき，|VAB| [V]の値が最小となるものと最大となるものの組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。［実験内容］ (a) P-A間の距離を2 m，A-B間の距離を1 mとした。 (b) P-A間の距離を1 m，A-B間の距離を2 mとした。 (c) P-A間の距離を0.5 m，A-B間の距離を1 mとした。 (d) P-A間の距離を1 m，A-B間の距離を0.5 mとした。
• 問3次の文章は，コイルの磁束鎖交数とコイルに蓄えられる磁気エネルギーについて述べたものである。インダクタンス1 mHのコイルに直流電流10 Aが流れているとき，このコイルの磁束鎖交数Ψ₁[Wb]は［(ア)］ Wbである。また，コイルに蓄えられている磁気エネルギーW₁[J]は［(イ)］ Jである。次に，このコイルに流れる直流電流を30 Aとすると，磁束鎖交数Ψ₂[Wb]と蓄えられる磁気エネルギーW₂[J]はそれぞれ［(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4太さを無視できる非常に長い二つの棒磁石が真空中に図のように固定されている。棒磁石の両端の磁極は点磁荷とみなすことができ，図に現れている磁極の強さは，N極が1×10⁻⁴ Wb，S極が－1×10⁻⁴ Wbである。このとき，点Aの磁界の大きさの値[A/m]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，点A，B，Cは，一直線上に位置しているものとする。真空の透磁率はμ₀＝4π×10⁻⁷ H/mとする。また，図のN極，S極の各点磁荷以外の部分から点Aへの影響はないものとし，各棒磁石の，図に現れていない他端の磁極の影響も無視できるものとする。
• 問5図のように，内部抵抗r＝0.1 Ω，起電力E＝9 Vの電池4個を並列に接続した電源に抵抗R＝0.5 Ωの負荷を接続した回路がある。この回路において，抵抗R＝0.5 Ωで消費される電力の値[W]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1に示すように，静電容量C₁＝4 μFとC₂＝2 μFの二つのコンデンサが直列に接続され，直流電圧6 Vで充電されている。次に電荷が蓄積されたこの二つのコンデンサを直流電源から切り離し，電荷を保持したまま同じ極性の端子同士を図2に示すように並列に接続する。並列に接続後のコンデンサの端子間電圧の大きさV[V]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。
• 問7図のように，抵抗R [Ω]と抵抗Rx [Ω]を並列に接続した回路がある。この回路に直流電圧V [V]を加えたところ，電流I [A]が流れた。Rxの値[Ω]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8図のようなRC交流回路がある。この回路に正弦波交流電圧E[V]を加えたとき，容量性リアクタンス6 Ωのコンデンサの端子間電圧の大きさは12 Vであった。このとき，E[V]と図の破線で囲んだ回路で消費される電力P[W]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。
• 問9図のように抵抗，コイル，コンデンサからなる負荷がある。この負荷に線間電圧V̇ab＝100∠0° [V]，V̇bc＝100∠0° [V]，V̇ac＝200∠0° [V]の単相3線式交流電源を接続したところ，端子a，端子b，端子cを流れる線電流はそれぞれİa[A]，İb[A]及びİc[A]であった。İa[A]，İb[A]，İc[A]の大きさをそれぞれIa[A]，Ib[A]，Ic[A]としたとき，これらの大小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10図のように，電圧E [V]の直流電源，開いた状態のスイッチS，抵抗値R [Ω]の抵抗及びインダクタンスL [H]のコイルからなる回路がある。この回路において，スイッチSを時刻t＝0 sで閉じた場合に流れる電流i [A]，各素子の端子間電圧vR [V]，vL [V]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，自然対数の底を2.718とする。
• 問11次の文章は，不純物半導体に関する記述である。価電子が［(ア)］個のシリコン（Si）をきわめて高い純度に精製した真性半導体に，価電子が［(イ)］個のホウ素（B）などを不純物としてわずかに加えることによって［(ウ)］形半導体がつくられる。このとき加えた不純物を［(エ)］という。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次の文章は，二つの重陽子による核反応について述べている。重陽子²₁Hは重水素の原子核で，陽子と中性子が1個ずつ結合したものである。²₁H＋²₁H→³₂He＋¹₀n ……① ①式に示す核反応式では質量数の大きい原子核が生ずるので，これは［(ア)］反応である。反応後の総質量はΔm[kg]だけ［(イ)］し，［(ウ)］[J]で表される核エネルギー：5.4×10⁻¹³ Jが放出される。また①式の核反応を起こすには，二つの重陽子を4.0×10⁻¹⁵ m程度の距離に近づける必要がある。その距離における重陽子間の静電気力による位置エネルギーは［(エ)］ Jである。ただし，真空中の光の速さはc＝3.0×10⁸ m/s，静電気に関するクーロンの法則の比例定数はk＝9.0×10⁹ N·m²／C²，電気素量はe＝1.6×10⁻¹⁹ Cとする。また二つの点電荷q₁ [C]，q₂ [C]が距離r [m]離れて存在するときに各点電荷が持つ位置エネルギーはU＝k(q₁·q₂)／r [J](無限遠点を基準とする)で与えられる。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13図は，電界効果トランジスタ(FET)を用いたソース接地増幅回路の簡易小信号交流等価回路である。この回路の電圧増幅度Av＝|vo／vi|を近似する式として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，図中のS，G，Dはそれぞれソース，ゲート，ドレインであり，vi [V]，vo [V]，vgs [V]は各部の電圧，gm [S]はFETの相互コンダクタンスである。また，抵抗rd [Ω]は抵抗RL [Ω]に比べて十分大きいものとする。
• 問14図のように，線間電圧200 Vの対称三相交流電源から三相平衡負荷に供給する電力を二電力計法で測定する。2台の電力計W₁及びW₂を正しく接続したところ，電力計W₂の指針が逆振れを起こした。電力計W₂の電圧端子の極性を反転して接続した後，2台の電力計の指示値は，電力計W₁が490 W，電力計W₂が25 Wであった。このときの対称三相交流電源が三相平衡負荷に供給する電力の値[W]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，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。
• 問15(a)図のような平衡三相回路の負荷において，誘導性リアクタンスXL [Ω]に流れる電流の大きさをIL [A]，容量性リアクタンスXC [Ω]に流れる電流の大きさをIC [A]とするとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
• 問15(b)図のような平衡三相回路の負荷において，誘導性リアクタンスXL [Ω]に流れる電流の大きさをIL [A]，容量性リアクタンスXC [Ω]に流れる電流の大きさをIC [A]とするとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
• 問16(a)最大目盛150 V，内部抵抗18 kΩの直流電圧計V₁と最大目盛300 V，内部抵抗30 kΩの直流電圧計V₂の二つの直流電圧計がある。ただし，二つの直流電圧計は直動式指示電気計器を使用し，固有誤差はないものとする。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
• 問16(b)最大目盛150 V，内部抵抗18 kΩの直流電圧計V₁と最大目盛300 V，内部抵抗30 kΩの直流電圧計V₂の二つの直流電圧計がある。ただし，二つの直流電圧計は直動式指示電気計器を使用し，固有誤差はないものとする。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
• 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。