第三種電気主任技術者試験令和5年度上期（2023年8月）理論

一般財団法人電気技術者試験センター「第三種電気主任技術者試験令和5年度上期（2023年8月実施）」より作成。出典: https://www.shiken.or.jp/chief/third/qa/

第三種電気主任技術者試験令和5年度上期（2023年8月）理論

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Popis pitanja

問1 電極板面積と電極板間隔が共にS [m²]とd [m]で、一方は比誘電率がε_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ε_r2の誘電体からなる平行平板コンデンサC_2がある。この二つを図に示すように、コンデンサC_1の電極端子aと電極端子bにコンデンサC_2の電極端子cと電極端子dをそれぞれ並列に接続し、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/m²]とし、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/m²]とすると、それらはそれぞれ（ア）であり、電束密度D_1 [C/m²]及びD_2 [C/m²]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ε_0 [F/m]とする。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。

(4)

問2 静電界に関する次の記述のうち、誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 (1) 媒質中に置かれた正電荷から出る電気力線の本数は、その電荷の大きさに比例し、媒質の誘電率に反比例する。 (2) 電界中における電気力線は、相互に交差しない。 (3) 電界中における電気力線は、等電位面と直交する。 (4) 電界中のある点の電気力線の密度は、その点における電界の強さ（大きさ）を表す。 (5) 電界中に置かれた導体内部の電界の強さ（大きさ）は、その導体表面の電界の強さ（大きさ）に等しい。

(5)

問3 磁気回路における磁気抵抗に関する次の記述のうち、誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 (1) 磁気抵抗は、次の式で表される。磁気抵抗 = 起磁力 / 磁束 (2) 磁気抵抗は、磁路の断面積に比例する。 (3) 磁気抵抗は、比透磁率に反比例する。 (4) 磁気抵抗は、磁路の長さに比例する。 (5) 磁気抵抗の単位は、[H⁻¹]である。

(2)

問4 磁界及び磁束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。 (1) 1m当たりの巻数がNの無限に長いソレノイドに電流I [A]を流すと、ソレノイドの内部には磁界H = NI [A/m]が生じる。磁界の大きさは、ソレノイドの寸法や内部に存在する物質の種類に影響されない。 (2) 均一磁界中において、磁界の方向と直角に置かれた直線状導体に直流電流を流すと、導体には電流の大きさに比例した力が働く。 (3) 2本の平行な直線状導体に反対向きの電流を流すと、導体には導体間距離の2乗に反比例した反発力が働く。 (4) フレミングの左手の法則では、親指の向きが導体に働く力の向きを示す。 (5) 磁気回路において、透磁率は電気回路の導電率に、磁束は電気回路の電流にそれぞれ対応する。

(3)

問5 図の直流回路において、抵抗R = 10 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。

(1) 0.28

問6 図のような直流回路において、3Ωの抵抗を流れる電流の値[A]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(5) 0.75

問7 図の回路において、スイッチSを閉じ、直流電源から金属製の抵抗に電流を流したとき、発熱により抵抗の温度が120 ℃になった。スイッチSを閉じた直後に回路に流れる電流に比べ、抵抗の温度が120 ℃になったときに回路を流れる電流は、どのように変化するか。最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし、スイッチSを閉じた直後の抵抗の温度は20 ℃とし、抵抗の温度係数は一定で0.005 ℃⁻¹とする。また、直流電源の起電力の大きさは温度によらず一定とし、直流電源の内部抵抗は無視できるものとする。

(3) 33 ％減少

問8 次の文章は、RLC直列共振回路に関する記述である。R [Ω]の抵抗、インダクタンスL [H]のコイル、静電容量C [F]のコンデンサを直列に接続した回路がある。この回路に交流電圧を加え、その周波数を変化させると、特定の周波数f_rで[L]のリアクタンスX_L = 2πfLと[C]の容量性リアクタンスX_C = 1/(2πfC)の大きさが等しくなり、その作用が互いに打ち消し合って回路のインピーダンスが（ア）なり、（イ）電流が流れるようになる。この現象を直列共振といい、このときの周波数f_rをこの回路の共振周波数という。回路の力率は1となる。回路の共振周波数f_rより低い周波数では、回路のリアクタンスは（ウ）となり、電圧より位相が（エ）電流が流れる。また、共振周波数f_rより高い周波数では（オ）となり、電圧より位相が（カ）電流が流れる。上記の記述中の空白箇所（ア）〜（カ）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。

(3)

問9 図のように、抵抗R [Ω]と誘導性リアクタンスX_L [Ω]が直列に接続された交流回路がある。R/X_L = 1/√2 の関係があるとき、この回路の力率cos φ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。

(3) 0.58

問10 図1のように、インダクタンスL=5 Hのコイルに直流電流源Jが電流i [mA]を供給している回路がある。電流i [mA]は図2のような時間変化をしている。このとき、コイルの端子間に現れる電圧の大きさ

(4) 1.25

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形半導体に直流磁束密度B [T]の磁束を、図に示す方向に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、半導体内の正孔は静電力を受け、電極には（ア）電荷が分布し、半導体の内部に電界Eが生ずる。また、図2のn形半導体の場合は、電界の方向はp形半導体内の方向と（イ）である。この電界により、電極には（ウ）電位差を生ずる。ただし、d [m]は半導体の厚さを示し、R_H [m³/C]はホール定数である。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。

(5)

問12 図のように、異なる2種類の金属A、Bで一つの閉回路を作り、その二つの接合点を異なる温度に保てば、（ア）。この現象を（イ）効果という。上記の記述中の空白箇所（ア）及び（イ）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。

(5)

問13 図のコレクタ接地増幅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。 (1) 電圧増幅度は約1である。 (2) 入力インピーダンスが大きい。 (3) 出力インピーダンスが小さい。 (4) 緩衝増幅器として使用されることがある。 (5) 増幅回路内部で発生するひずみが大きい。

(5)

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W_1及びW_2を正しく接続したところ、電力計W_1の指示はW_1 = 490 W、電力計W_2の指示はW_2 = 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。

(3) 465

問15(a) 図の平衡三相回路について、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。

(2) 30

問15(b) 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ころ、回路の全消費電力の値[kW]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(4) 1.6

問16(a) 内部抵抗が15 kΩの150 V測定端子と内部抵抗が10 kΩの100 V測定端子をもつ永久磁石可動コイル形直流電圧計がある。この直流電圧計を使用して、図のように、電流I [A]の定電流源で電流を流して抵抗Rの両端の電圧を測定した。測定I：150 Vの測定端子で測定したところ、直流電圧計の指示値は101.0 Vであった。測定II：100 Vの測定端子で測定したところ、直流電圧計の指示値は99.00 Vであった。ただし、測定に用いた機器の指示値に誤差はないものとする。抵抗Rの抵抗値[Ω]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(5) 632

問16(b) 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。

(2) 0.17

問17(a) 図のように、極板間の厚さd [m]、表面積S [m²]の平行板コンデンサAとBがある。コンデンサAの内部は、比誘電率を厚さ方向に異なる3種類の誘電体で構成され、極板に各誘電体の水平方向の断面積は同一である。コンデンサBの内部は、比誘電率を水平方向の断面積を異なる3種類の誘電体で構成されている。コンデンサAの各誘電体内部の電界の強さをそれぞれE_A1、E_A2、E_A3、コンデンサBの各誘電体内部の電界の強さをそれぞれE_B1、E_B2、E_B3とする。両コンデンサとも真空中の誘電率をε_0 [F/m]とする。両コンデンサの上側の極板に電圧V [V]の直流電源を接続し、下側の極板を接地した。コンデンサAにおける各誘電体内部の電界の強さの大小関係とその中の最大値の組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(4)

問17(b) コンデンサB全体の蓄積エネルギーは、コンデンサA全体の蓄積エネルギーの何倍か、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(2) 0.83

問18(a) 図1の波形は、正弦波である信号波によって搬送波の振幅を変化させて得られた変調波を表している。この変調波の変調度の値として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(2) 0.5

問18(b) 次の文章は、復調検波回路に関する記述である。振幅変調の電圧を、図2の復調回路に入力して復調したい。コンデンサC [F]と抵抗Rを並列接続する合成インピーダンスの両端電圧に求められることは、信号波の成分が（ア）こと、搬送波の成分が（イ）ことである。そこで、合成インピーダンスの大きさは、信号波の周波数に対しては抵抗R [Ω]となり、搬送波の周波数に対して十分に（ウ）なくてはならない。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。

(2)

FP技能検定3級学科試験 2025年5月（CBT）

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