アマチュア無線技士1級　無線工学1

100問 • 1年前

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次の記述は、電界の強さが𝐸［V / m］の均一な電界について述べたものである。［　　］内に入れるべき正しい字句の組合せを選べ。 (1)点電荷 Q［C］を電界中に置いたとき、Q に働く力の大きさは、［　 A ］［N］である。 (2)電界中で、電界の方向に r［m］離れた2年間の電位差は［　B ］［V］である。

A：QE B：Er

　図に示すように、点A及び点B に電荷が置かれ、電界の強さが零になる点Pの位置が点AとBを結ぶ直線上で、 B の右2［m］であるとき、点B の電荷の値として正しいものを選べ。ただし、点Aの電荷は＋9［C］、AB間の距離は1［m］とする。

−4［C］

　図に示すように、真空中で√2［m］離れた点 a 及び b にそれぞれ点電荷 Q₁ ＝ 1 ×10⁻⁹［C］及びQ₂＝ー1×10⁻⁹［C］が置かれているとき、線分 ab の中点 c から線分 ab に垂直方向に2√2［m］離れた点d の電界の強さの値として、正しいものを選べ。ただし、真空の誘電率を ε₀［F/ m］としたとき、1 / 4(4πε₀ ) ＝9×10⁹ とする。

9√2［V / m］

　静電容量が50［pF］の平行平板コンデンサにおいて、電極間距離を元の1 / 2及び電極間の誘電体の比誘電率を4倍にしたときの静電容量の値として、正しいものを選べ。

400［pF］

　図1に示すように、空気中に置かれた電極間距離1［cm］の平行平板コンデンサがある。このコンデンサを、図2に示すように電極間の距離を2［mm］増し、更に電極間に厚さ4［mm］の誘電体を入れた後に静電容量を測定したところ、図1のコンデンサと同じ値になった。この誘電体の比誘電率として、最も近いものを選べ。

2.0

　次の記述は、図に示すように二つの平行平板コンデンサ C₁ 及び C₂ を直列に接続し、両端に直流電圧 V ＝ 60［V］を加えたときの電圧等について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを選べ。ただし、C₁ と C₂ の電極の構造及び電極間距離は同一であり、電極間の誘電体の比誘電率εrは、C₁ では1、C₂ では5とする。 (1)C₂ の静電容量は C₁ の静電容量の［　 A ］倍である。 (2)C₁ の電圧 V₁ は［　B ］［V］で、C₂ の電圧 V₂ は［　C ］［V］である。

A：5 B：50 C：10

　次の記述は、図に示す回路について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを選べ。 (1)スイッチSが断(OFF)のとき、静電容量 C₁ の両端の電圧は［　 A ］［V］である。　　 (2)スイッチSが断(OFF)のとき、C₂ に蓄えられる電荷の量は、［　 B ］［μC］である。 (3)スイッチSが接(ON)のとき、C₁ に蓄えられる電荷の量は、［　C ］［μC］である。

A：9 B：90 C：120

　図に示す、真空中に置かれた二つの平行板電極間に、電極間隔1 / 2の厚さの誘電体を入れたときの静電容量の値として、最も近いものを選べ。ただし、電極の面積 S＝20［cm²］、電極間の距離 d＝4［mm］、誘電体の比誘電率 εr＝ 5 及び真空の誘電率 ε₀＝8.855×10⁻¹²［F / m］とする。

7.4［pF］

　図に示す回路において、C₁ の両端の電圧 V₁ が4［V］であるときの、二つの静電容量 C₁ 及び C₂ に蓄えられる静電エネルギーの総和の値として、最も近いものを選べ。ただし、回路は定常状態にあるものとする。

96［μJ］

　図に示すように、対地間静電容量が Cᴀ ＝3[μF］、Cᴃ＝1［μF］の2個の導体球A及びBに、それぞれ2［μC］の電荷 Qᴀ、Qᴃ が与えられている。スイッチS を接(ON)にすると、A と Bの電荷はどのように移動して、電気的つり合いの状態となるか正しいものを選べ。ただし、導線及びスイッチの影響は無視するものとする。

B から A へ 1 [μC］移動する。

　図に示す回路において、最初はスイッチ S₁ 及びスイッチ S₂ は開いた状態にあり、コンデンサ C₁ 及びコンデンサ C₂に電荷は蓄えられていなかった。次に S₂ を開いたまま S₁ を閉じて C₁ を24［V］の電圧で充電し、さらに、S₁ を開き S₂ を閉じたとき、C₂ の端子電圧が9［V］になった。C₁ の静電容量が6［μF］のとき、C₂ の静電容量の値として正しいものを選べ。

10[μF］

　耐電圧が全て12［V］で、静電容量が3［μF］、4[μF］及び12［μF］の3個のコンデンサを直列に接続したとき、その両端に加えることのできる最大電圧の値として、正しいものを選べ。

24［V］

　コンデンサに10［V］を加えたとき、4[μF］の電荷が蓄えられた。このときコンデンサに蓄えられるエネルギーの値として正しいものを選べ。

20［μJ］

　次の記述は、静電気の現象について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを選べ。 (1)図に示すように、正(＋)に帯電している物体 a を、スイッチ S が開いた状態の中空の導体 b で包むと、b の内面には［　 A ］の電荷が現れ、b の外側の表面には［　B ］の電荷が現れる。この現象を静電誘導という。 (2)次に、S を閉じて導体 b を接地し、b の外側に帯電していない物体 c を近づけると物体 c は物体 a の影響を［　C ］。これを［　D ］という。

A：負　B：正　C：受けない　D：静電遮へい

　図に示す回路において、二つの静電容量 C₁ 及び C₂ に蓄えられる静電エネルギーの総和が32[μJ］であるときの、C₁ の両端の電圧 V₁ の値として、最も近いものを選べ。

3.2 ［V］

　次の記述は、磁界について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句をそれぞれ選べ。 (1)磁界は、［　ア　］の働く空間をいい、［　イ　］とも呼ばれる。 (2)磁界の中に＋1［Wb］の単位［　ウ　］を置いたとき、これに左右する力の大きさが［　エ　］であれば、その点における磁界の強さの大きさは、1［N / Wb］である。この単位には通常、［N / Wb］と等しい内容の［A / m］が用いられる。 (3)磁界の強さは、大きさと方向を持つ［　オ　］である。

磁力, 磁場, 正磁極, 1［N］, ベクトル量

　空気中において、磁極の強さ16π［Wb］の磁極からの距離 r ［m］離れた点の磁束密度 B の値が1［T］であったとするとき、r の値として正しいものを選べ。

2 ［m］

　図に示す環状鉄心 M の内部に生ずる磁束 φ を表す式として、正しいものを選べ。ただし、漏れ磁束及び磁気飽和は無いものとする。

φ ＝( μ 𝑁 𝐼 𝑺 ) / 𝓁 ［Wb］

　図に示すような半径4［cm］の環状鉄心に250回コイルを巻き、鉄心内の磁束密度 𝐵 を5［T］にするためのコイルに流す直流電流 𝐼 の値として、正しいものを選べ。ただし、真空の透磁率 μ₀ を 4π×10⁻⁷［H / m］、鉄心の比透磁率 μr を2000とする。また、磁気回路には漏れ磁束及び磁気飽和がないものとする。

2［A］

　図に示すように、直流電流 𝐼［ A］が流れている直線導線の微小部分 Δ𝓁［m］から60度の方向で r［m］の距離にある点P に、Δ𝓁 によって生ずる磁界の強さ ΔH［A/m］を表す式として正しいものを選べ。

ΔH＝　( √3 𝐼 Δ 𝓁 ) / ( 8 π r ² )　

　図に示すように、二つの円形コイル A 及び B の中心を重ね O として同一平面上に置き、互いに逆方向に直流電流 𝐼 [A］を流したとき、O における合成磁界の強さ H［A / m］を表す式として正しいものを選べ。ただし、コイルの巻数は、A、Bともに1回、A及びBの円の半径は、それぞれ r［m］及び 3r［m］とする。

H = 𝐼 / 3r

　次の記述は、図に示す磁性材料のヒステリシスループ(曲線)について述べたものである。このうち正しいものを全て選べ。

鉄心入り、コイルに交流電流を流すと、ヒステリシスループ内の面積に比例した電気エネルギーが、鉄心の中で熱として失われる。, 永久磁石材料としては、ヒステリシスループの a と b がともに大きい磁性体が適している。

　次の記述は、電磁誘導について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句をそれぞれ1つ選べ。 (1)コイルと鎖交する磁束が変化すると、コイルに誘導起電力が生じ、その誘導起電力の大きさは、鎖交する磁束の時間に対する変化の割合に［　ア］する。これを電磁誘導に関する［　イ］の法則という。そのときの誘導起電力の方向は、起電力による誘導電流の作る磁束が、もとの磁束の変化を［　ウ　］ような方向となる。これを［　エ　］の法則という。 (2)運動している導体が磁束を横切っても、導体に起電力が誘導され、誘導起電力の方向は、フレミングの［　オ　］の法則で示される。

比例, ファラデー, 妨げる, レンツ, 右手

　次の記述は、コイルの電気的性質について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを選べ。 (1)コイルの自己インダクタンスは、コイルの［　 A ］に比例する。 (2)コイルのリアクタンスは、コイルを流れる交流電流の周波数に［　B ］する。 (3)コイルに加えた交流電圧の位相は、流れる電流の位相に対し90度［　C ］いる。

A：巻数の2乗　B：比例. 　C：進んで

　次の記述は、図に示すように、環状鉄心に二つのコイル A 及び B を巻いたときのインダクタンスについて述べたものである。このうち誤っているものを選べ。ただし、A の自己インダクタンスを 𝐿ᴀ［H］とし、B の巻数は A の巻数の 1 / 4とする。又磁気回路に漏れ磁束及び磁気飽和は無いものとする。

A と B の間の結合係数は、4である。

　図に示す回路において、コイル A の自己インダクタンスが 𝐿₁［H］及びコイル B の自己インダクタンスが 𝐿₂［H］であるとき、合成インダクタンスの式として、正しいものを選べ。ただし、コイルの相互インダクタンスを 𝑀［H］とする。

𝐿₁ ＋ 𝐿₂ + 2𝑀

　図に示すように、環状鉄心に巻いた二つのコイル A 及び B を接続したとき、端子 ad 間のインダクタンスの値として、最も近いものを選べ。ただし、A の自己インダクタンスは16［Hm］、B の巻数はAの 1 / 2 とする。また、磁気回路に漏れ磁束はないものとする。

4［mH］

　次の記述は、導線の電気抵抗について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句をそれぞれ選べ。 (1)導線の電気抵抗の値は、［　ア　］に比例し、［　イ　］に反比例する。このときの比例定数を抵抗率といい、その単位は［　ウ　］である。 (2)導線に高周波電流を流すと、周波数が高くなるに従って抵抗は［　エ　］する。これは、高周波電流は導線の［　オ　］では流れにくくなるためで、これを表皮効果という。

長さ, 断面積, ［Ω・m］, 増加, 中心部分

　次の記述は、電気と磁気に関する法則について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを選べ。 (1)電磁誘導によって、コイルに誘起される起電力の大きさは、コイルと鎖交する磁束の時間に対する変化の割合に比例する。これを電磁誘導に関する［　 A ］の法則という。 (2)電磁誘導によって生ずる誘導起電力の方向は、その起電力による誘導電流の作る磁束が、もとの磁束の変化を妨げるような方向である。これを［　B ］の法則という。 (3)磁界中に置かれた導体に電流を流すと、導体に電磁力が働く。このとき、磁界の方向、電流の方向及び電磁力の方向の三者の関係を表したものをフレミングの［　C ］の法則という。

A：ファラデー　　　B：レンツ　　　　　C：左手

　次の記述は、各種の電気現象等について述べたものである。このうち正しいものを全て選べ。

2種の金属線の両端を接合して閉回路を作り、二つの接合点に温度差を与えると、起電力が発生して電流が流れる。この現象をゼーベック効果という。, 電流の流れている半導体に、電流と直角に磁界を加えると、両者に直角の方向に起電力が現れる。この現象をホール効果という。, 磁性体に力を加えると、ひずみによってその磁化の強さが変化し、逆に磁性体の磁化の強さが変化すると、ひずみが現れる。この現象を総称して磁気ひずみ現象という。

　次の表は、電気直量に関する国際単位系(SI)からの抜粋である。［　　］内に入れるべき字句をそれぞれ選べ。

テスラ［T］, クーロン毎平方メートル［C / m²］, ヘンリー毎メートル［H / m］, ジーメンス毎メートル［S / m］, ファラド毎メートル［F / m］

　図に示す抵抗 R ＝ 120［Ω］で作られた回路において、端子 ab 間の合成抵抗の値として正しいものを選べ。

105［Ω］

　図に示す抵抗 R ＝ 50［Ω］で作られた回路において、端子 ab 間の合成抵抗の値として正しいものを選べ。

100［Ω］

　次の記述は、図1に示す12個の抵抗からなる回路の端子 ab 間の合成抵抗の求め方について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを選べ。ただし、各抵抗の値は、R［Ω］、2R［Ω］、3R［Ω］、4［Ω］とする。 (1)図1の回路は、図中の破線に対して左右対象である。回路中を流れる電流も左右対象になるので、図2に示す半分の回路の合成抵抗を求め、次に全体の合成抵抗を求めればよい。 (2)図2の端子 cd 間の合成抵抗は［　 A ］［Ω］であるので、図2の端子 ab 間の合成抵抗は［　B ］［Ω］となる。 (3)したがって、図1の回路の端子 ab 間の全合成抵抗は［　C ］［Ω］となる。

A：2R B：8R C：4R

　図に示す回路において、端子 ab 間の合成抵抗の値として正しいものを選べ。

11［Ω］

　抵抗が図のように接続された立方体の回路において、端子 ab 間の合成抵抗の値として正しいものを選べ。ただし、抵抗1個の値を R とする。

5R / 6

　図に示す直流回路において、スイッチ S を開いたとき、直流電源から 𝐼［A］の電流が流れた。Sを閉じたとき、直流電源から 3𝐼［A］の電流を流すための抵抗 Rx の値として正しいものを選べ。

4［Ω］

　図に示す回路において、抵抗 R₀［Ω］に流れる電流 𝐼₀ が6［A］、抵抗 R₂ に流れる電流 𝐼₂ が 2［A］であった。このとき R₂ の値として正しいものを選べ。ただし、抵抗 R₁ を40［Ω］、R₃ を10［Ω］とする。

16［Ω］

　図に示す直流回路において、抵抗 R₃［Ω］に流れる電流の値として、正しいものを選べ。

0.50 ［A］

　図に示す LC 直列回路のリアクタンスの周波数特性を表す特性曲線図として正しいものを1つ選べ。

　図に示すπ形抵抗減衰器(アッテネータ)の減衰力 L の値として、最も近いものを1つ選べ。ただし、減衰力 L は、減衰器の入力電力を P₁、出力電力を P₂ とすると、次式で表されるものとする。また、log₁₀2 ≒ 0.3とする。

6［db］

　次の記述は、図に示す抵抗 R［Ω］、容量リアクタンス Xc［Ω］及び誘導リアクタンス Xᴌ［Ω］の直列回路について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを1つ選べ。ただし、回路は理想的な共振状態にあるものとする。 (1)R の電圧 Ṽr［V］と Xc の電圧Vc［V］の位相差は、［　 A ］［rad］である。 (2)Xc の電圧 Ṽc［V］と Xᴌ の電圧Vᴌ［V］の位相差は、［　B ］［rad］である。 (3)Xᴌ の電圧 Ṽᴌ［V］と回路を流れる電流I［A］の位相差は、［　C ］［rad］である。

A：π / 2 B：π C：π / 2

　図に示すT 形抵抗減衰器の減衰量 L の大きさとして、最も近いものを1つ選べ。ただし、減衰量 L は減衰器の入力電力を P₁、出力電力を P₂とすると、次式で表されるものとする。また、log₁₀2 ≒ 0.3とする。

6［db］

　次の記述は、図に示す抵抗 R［Ω］、誘導リアクタンス Xᴌ［Ω］及び容量リアクタンス Xc［Ω］で構成された直列回路の特性について述べたものである。このうち誤っているものを1つ選べ。ただし、回路は共振しているものとする。

Ṽᴌ の大きさは、 Ṽ の大きさのR / Xᴌ 倍である。

　周波数100［MHz］の正弦波交流において、0.005［μs］の時間差に相当する位相差の値として正しいものを1つ選べ。

π ［rad］

　図に示す正弦波交流において、電圧の最大値 Vm が47［V］のとき、平均値(正の半周期の平均) Va 、実効値 Ve 及び繰り返し周波数 f の値の組合せとして、最も近いものを1つ選べ。ただし、√2 ＝ 1.4とする。

Va：30［V］　Ve：34［V］　f：100［Hz］

　図に示す回路において、交流電源電圧の瞬時値 𝑣 が、100√2sin ωt［V］、抵抗 R が20［Ω］及びコンデンサ C のリアクタンスが20［Ω］であるとき、電源から流れる電流 𝑖［ A］を表す式として、正しいものを選べ。ただし、角周波数をω［rad / s］、時間をt［s］とする。

𝑖 ＝ 10sin( ωt + (π / 4))

　図に示す LC 並列回路のリアクタンスの周波数特性曲線図として、正しいものを選べ。ただし、𝑓₀ は共振周波数とする。

　図に示す RLC 並列回路において、抵抗 R の値が20［Ω］、コイル L のリアクタンスが30［Ω］、コンデンサ C のリアクタンスが15［Ω］のとき、電流 Ї の値として正しいものを選べ。

3+𝑗2［A］

　図に示す回路において、交流電源電圧 Ѐ が200［V］、抵抗 R₁ が10［Ω］、抵抗 R₂ が20［Ω］及びコンデンサ C のリアクタンスが20［Ω］であるとき、R₂ を流れる電流 Ї の値として正しいものを選べ。

6-𝑗2［A］

　次の記述は、図に示す抵抗 R［Ω］、静電容量C［F］及びコイル L［H］の直列回路について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを選べ。ただし、回路は理想的な共振状態にあるものとする。 (1)回路の点ab間の電圧Ṽₐꙏは、［　 A ］［V］である。 (2)L の両端の電圧 Ṽᴌ［V］の大きさは、L のリアクタンスをXᴌ［Ω］とすれば、Ṽ の大きさの［　B ］倍である。 (3)回路の尖鋭度 Q は、［　C ］で表される。

A：0 B：Xᴌ / R C：(１/ R) √(L / C)

図に示す回路が交流電源の周波数に共振しているとき、ab 間のインピーダンスが10［kΩ］であった。このときのコンデンサ C の静電容量の値として、最も近いものを1つ選べ。ただし、抵抗 r の値は共振時のコイル L のリアクタンスに比べて十分小さいものとする。

200［pF］

　次の記述は、図に示す直列共振回路の周波数特性について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを1つ選べ。ただし、共振周波数を𝑓₀［Hz］とし、そのとき回路に流れる電流 𝐼 を 𝐼₀［A］とする。また、𝐼 が 𝐼₀ / 2 となる周波数を𝑓₁ 及び𝑓₄［Hz］(𝑓₁ < 𝑓₄)、𝐼₀ / √2となる周波数を𝑓₂ 及び𝑓₃［Hz］(𝑓₂ < 𝑓₃)とする。　　 (1)共振周波数 𝑓₀［Hz］は［　A ］で表され、そのときの 𝐼₀ は［　B ］となる。 (2)回路の尖鋭度 Q は、Q＝　［　C ］で表される。

A：1 / (2π√(LC))　B：V / R C：𝑓₀ / ( 𝑓₃ -𝑓₂ )

　次の記述は、図に示す抵抗 R［Ω］、静電容量 C［F］及び自己インダクタンス L［H］で構成された並列共振回路の特性について述べたものである。このうち誤っているものを1つ選べ。ただし、回路は共振しているものとする。

並列共振回路のインピーダンスは、最小になる。

　次の記述は、図に示す並列共振回路について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを1つ選べ。ただし、コイルのインダクタンスを L［H］、内部抵抗を r［Ω］、コンデンサの静電容量を C [F]とし、r はコイルのリアクタンスに比べて十分小さいものとする。 (1)コンデンサを流れる電流の大きさがコイルを流れる電流の大きさより小さいとき、回路全体を流れる電流 Ï の位相は、電源の電圧 É より［　 A ］。 (2)一般に、回路が電源の周波数に共振したとき、回路全体を流れる電流 Ï は、［　B ］となる。 (3)コンデンサのリアクタンスの大きさがコイルのリアクタンスの大きさより小さいとき、回路は［　C ］となる。

A：遅れる　B：最小　：容量性

　次の記述は、図に示す回路の各種電力と力率について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを1つ選べ。ただし、交流電圧 V を100［V］、回路に流れる電流 I を2［ A］とする。　 (1)皮相電力は、［　 A ］［VA］である。 (2)有効電力(消費電力)は、［　B ］［W］である。 (3)力率は、［　C ］［％］である。

A：200 B：160 C：80

　図に示す抵抗 R［Ω］及び誘導リアクタンス Xᴌ［Ω］の並列回路の有効電力(消費電力)［W］、無効電力［var］及び皮相電力［VA］の値の組合せとして正しいものを1つ選べ。ただし、交流電圧を V［V］とする。

有効電力(消費電力)：V² / R 無効電力：V² / Xᴌ 皮相電力：V² ( √ (1 / R² + 1 / Xᴌ² ))

　図に示す RLC 直列回路において、抵抗 R で消費される電力の値として、最も近いものを1つ選べ。ただし、抵抗 R の値は30［Ω］、コイル L のリアクタンス Xᴌ は40［Ω］、コンデンサ C のリアクタンス Xc は10［Ω］とする。

735 ［W］

　図に示す回路において、静電容量が3［μF］のコンデンサに蓄えられた電荷が6［μC］であるとき、抵抗 R の値として、正しいものを1つ選べ。ただし、回路は定常状態にあるものとする。

8［kΩ］

　次の記述は、図1に示すフィルタ回路について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを1つ選べ。なお、二つのコンデンサの静電容量［F］は同一とする。 (1)図1の回路の減衰(通過)特性は［　 A ］であり、遮断周波数 𝑓c は通過域に比べて電圧の減衰量が［　B ］倍となる周波数である。 (2)図1の回路のインダクタンスの定数を L[H]、各静電容量の定数を C / ２［F］とすれば、遮断周波数 𝑓c は［　C ］［Hz］で表される。

A：図2 B：√2 C：1 / ( π√(LC))

　次の記述は、図1に示すフィルタ回路について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを1つ選べ。なお、二つのコンデンサの静電容量［F］の値は同一とする。 (1)図1の回路の減衰(通過)特性は［　 A ］であり、一般に遮断周波数 𝑓c は通過域に比べて電圧の減衰量が［　B ］倍となる周波数である。 (2)図1の回路のインダクタンスの定数を L［H］、各静電容量の定数を 2C［F］とすれば、遮断周波数 𝑓c は［　C ］［Hz］で表される。

A：図3 B：√2 C：1 / ( 4π√ ( LC ))

　次の記述は、図1に示す抵抗 R［Ω］と静電容量 C［F］の直列回路の過渡現象について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを1つ選べ。ただし、初期状態で C の電荷は零とし、ε は自然対数の底とする。 (1)スイッチ S を接( ON )にして直流電圧 V［V］を加えると、C の両端の電圧 𝑣c［V］は経過時間を t［s］とすれば次式で表される。　𝑣c ＝ V ×［　 A ］［V］ (2)𝑣c が V の約［　B ］［％］となるまでの時間を、この回路の時定数という。 (3)t ＝ 0［s］から電流 𝑖［A］の変化は、図2の［　C ］である。

　図に示す回路において、スイッチ S を接(ON)にして直流電源 E から抵抗 R とコイル L に電流を流した。このときの時定数 τ を表す式として、正しいものを1つ選べ。ただし、抵抗の値をR［Ω］、コイルの自己インダクタンスをL［H］とする。

L / R

　次の記述は、図1に示す抵抗 R［Ω］と静電容量 C［AF］の直列回路の過渡現象について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを1つ選べ。ただし、初期状態で C の電荷は零とし、ε は、自然対数の底とする。

A：V / R B：① C：CV

　図に示す回路において、コンデンサ C [F]と抵抗 R［Ω］の回路に直流電圧 V［V］を与えて C を充電するとき、スイッチ S を接( ON )にしてから t［s］後の C の端子電圧 𝑣［V］を表す式として、正しいものを1つ選べ。ただし、S を接( ON )にする前の C には電荷が蓄えられていなかったものとする。また、𝑒 は、自然対数の底とする。

　図に示す交流ブリッジ回路が平衡しているとき、平衡条件の式の組合せとして、正しいものを1つ選べ。

R₁R3 ＝ R₂R4 Cx＝( R₂ / R₁ ) Cs

　図に示す交流ブリッジ回路が平衡状態にあるとき、抵抗Rx 及び静電容量 Cx を求める式の組み合わせとして、正しいものを1つ選べ。

Rx ＝ ( Rᴃ / Rᴀ )Rs［Ω］　 Cx＝( Rᴀ / Rᴃ ) Cs［F］

　図に示す交流ブリッジ回路が平衡しているとき、交流電源の周波数 𝑓［Hz］を表す式として、正しいものを1つ選べ。

𝑓 ＝ ( 1 / 2π )√( R₄ / LCR₁ )　　　

　次の記述は、ダイオードについて述べたものである。［　　］内に入れるべき字句をそれぞれ1つ選べ。 (1)シリコン( S𝗂 )等の一つの結晶内にP形とN形の半導体の層を作ったとき、この層を接した状態をPN接合といい、この構造を持つダイオードをPN接合ダイオードという。シリコン( S𝗂 )を用いた接合ダイオードは［　ア　］方向電流が非常に少なく、　“ 整流　“用の素子として広く用いられている。 (2)PN接合ダイオードに加える逆方向電圧を大きくしていくと、ある電圧で電流が急激に　“ 増加　“する。これを［　イ　］といい、この特性を利用するダイオードを［　ウ　］ダイオードという。 (3)PN接合ダイオードに加える逆方向電圧を増加させるほど空乏層の幅が広くなるので、接合部の静電容量は［　エ　］なる。この特性を利用するダイオードを［　オ　］ダイオードという。

逆, 降伏現象, ツェナー, 小さく, バラクタ

　次の記述は、発光ダイオード(LED)について述べたものである。このうち誤っているものを1つ選べ。

光信号を電気信号に変換する特性を利用する半導体素子である。

　次の記述は、可変容量ダイオードについて述べたものである。［　　］内に入れるべき字句をそれぞれ選べ。なお、同じ記号の［　　］内には同じ字句が入るものとする。 (1)図に示すような、PN接合の可変容量ダイオードに［　ア　］電圧を加えると、キャリアは接合面付近から離れてしまうため、接合面付近は正孔や電子の存在しない［　イ　］ Aが生ずる。 (2)［　イ　］ Aは絶縁層と考えることができ、P形半導体とN形半導体を電極とする一種の静電容量として働き、［　ア　］電圧V［V］を大きくするとAの幅が広がり、静電容量は［　ウ　］なる。 (3)可変容量ダイオードは［　エ　］とも呼ばれ、一般に流通している可変容量ダイオードの電極間容量は［　オ　］単位のものが主流である。

逆方向, 空乏層, 小さく, バラクタダイオード, pF

　次の記述は、フォトダイオードの動作について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句をそれぞれ選べ。なお、同じ記号の［　　］内には同じ字句が入るものとする。 PN接合ダイオードに［　ア　］電圧を加え、接合面に光を与えると、光のエネルギーが吸収されて、光の強さに［　イ　］した数の正孔と電子の対が生じ、接合部の電界によっては電子は［　ウ　］半導体の方向へ、正孔は［　エ　］半導体の方向へ移動して［　ア　］電流が流れる［　オ　］素子である。

逆方向, 比例, N形, P形, 受光

　次の記述は、フォトトランジスタについて述べたものである。このうち、誤っているものを1つ選べ。

応答速度は、一般にフォトダイオードより速い。

　ガンダイオードについての記述として、正しいものを1つ選べ。

GaAs(ガリウムヒ素)などの化合物半導体で構成され、バイアス電圧を加えるとマイクロ波の発振起こす。

　次に示す各素子のうち、通常、SHF帯の発振のための能動素子として用いることができないものを1つ選べ。

バリスタ

　図1に示すように、電気的特性が同一のダイオード D を2個直列に接続したときの電圧電流特性( V - 𝐼 特性)を表すグラフとして、最も近いものを1つ選べ。ただし、1個のDの電圧電流特性( Vᴅ - 𝐼ᴅ 特性)を図2とする。

　次の記述は、図1に示すように、電気的特性が同一のダイオード D を二つ直列に接続した回路の、電圧と電流について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを1つ選べ。ただし、D は図2の特性を持つものとする。 (1)回路の直流電流を V［V］としたとき、一つの D に加わる電圧 Vᴅ は、［　 A ］［V］である。 (2)したがって、V が［　B ］［V］以下のとき、回路に流れる電流 𝐼 は零である。 (3)また、V が1.6［V］のとき、𝐼 は約［　C ］［mA］である。

A：V / 2 B：1.2 C：20

　次の記述は、各種ダイオードについて述べたものである。このうち誤っているものを1つ選べ。

PN接合ダイオードの接合部に逆方向電圧を加え、順方向電流が極めて小さいときに空乏層が接合容量として働き、加える電圧によって静電容量が変化することを利用したものが可変容量ダイオードである。

　次の記述は、サーミスタについて述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを1つ選べ。サーミスタは、マンガン、ニッケル、コバルト、チタン酸バリウムなどの酸化物を混合して焼結したもので、温度が変化すると［　 A ］が変化し、その変化率は金属に比べて非常に［　B ］。この性質を利用して［　C ］センサや回路の温度特性の補償素子などに用いられている。

A：抵抗率　B：大きい　C：温度

　次の記述は、バリスタについて述べたものである。このうち正しいものを1つ選べ。

加えられた電圧の大きさによって、抵抗値が変化する。

　次の記述は、短波帯の一般的な同軸避雷器に用いられる、サージ防護デバイスについて述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを1つ選べ。なお、同じ記号の［　　］内には、同じ字句が入るものとする。 (1)［　 A ］は、電極間の静電容量が小さく、小形でも比較的大きな電流が流せるので、アンテナ系と送信機の間に接続する同軸避雷器のサージ防護デバイスに適している。 (2)［　 A ］は、高電圧により電極間の［　B ］が変化し誘導雷などによるサージ電流をバイパスさせるものである。

A：ガス入り放電管　　　B：抵抗値(インピーダンス)

　次の記述は、エミッタ接地で用いるトランジスタの静特性曲線と h パラメータについて述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを1つ選べ。ただし、図はトランジスタの電圧電流特性を示し、また Δ はそれぞれの電圧及び電流の微小変化分を表す。 (1)第1象限の特性曲線の傾き Δ𝐼c / ΔVce は［　 A ］アドミタンスで、通常 h₀𝑒 で表される。　　 (2)第2象限の特性曲線の傾き Δ𝐼c / Δ𝐼ᴃ は　“ 電流　“ 増幅率で、通常［　B ］で表される。 (3)第3象限の特性曲線の傾き ΔVᴃᴇ / Δ𝐼ᴃ は［　 C ］インピーダンスで、通常 𝒉𝑖𝑒 で表される。　　 (4)第4象限の特性曲線の傾き ΔVᴃᴇ / ΔVcᴇ は、電圧帰還率である。

A：出力　B：𝒉𝑓𝑒 C：入力

　次の記述は、トランジスタの電気的特性について述べたものである。このうち誤っているものを1つ選べ。

ベース接地回路の高周波特性を示す α 遮断周波数𝑓α は、電流増幅率 α の値が低周波のときの値より6［db］低下する周波数である。

　次の記述は、図1〜3の図記号に示すトランジスタについて述べたものである。このうち誤っているものを1つ選べ。

図2は、Pチャネル絶縁ゲート形FETでエンハンスメント形である。

　次の記述は、トランジスタの電気的特性について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句をそれぞれ選べ。 (1)トランジスタの高周波特性を示す α 遮断周波数は、［　ア　］接地回路のコレクタ電流とエミッタ電流の比 α が、低周波のときの値の［　イ　］になるときの周波数である。 (2)トランジスタの高周波特性を示すトランジション周波数は、エミッタ接地回路の電流増幅率 β の絶対値が［　ウ　］となる周波数である。 (3)コレクタ遮断電流は、エミッタを［　エ　］して、コレクタ・ベース間に［　オ　］方向電圧(一般的には最大定格電圧)を加えたときのコレクタに流れる電流である。

ベース, 1 / √2, 1, 開放, 逆

　次の記述は、バイポーラトランジスタの一般的な電気的特性について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを1つ選べ。 (1)ベース接地回路において、電流増幅率 α の値が、低周波のときの値より［　 A ］［db］低下したときの周波数を α 遮断周波数という。 (2)コレクタ遮断電流 𝐼cвo は、エミッタを開放にして、コレクタ・ベース間に［　B ］電圧(一般的には最大定格電圧 Vcвo)を加えたときのコレクタに流れる電流である。 (3)エミッタ接地回路の高周波特性を示す　“ トランジション　“ 周波数 𝑓ᴛ は、電流増幅率β が［　C ］となる周波数である。

A：3 B：逆方向　C：1

　次の記述は、バイポーラトランジスタの一般的な電気的特性について述べたものである。このうち、誤っているものを1つ選べ。

ベース接地回路における α 遮断周波数 𝑓α は、電流増幅率 α の値が低周波のときの値の1 / 2になったときの周波数である。

　次の記述は電界効果トランジスタ(FET)について述べたものである。このうち正しいものを全て選べ。

FETは、代表的なユニポーラトランジスタである。, FETは、接合形とMOS形に大別される。, ガリウムヒ素(GaAs)FETは、マイクロ波高出力増幅器に用いられている。

　次の記述は、電界効果トランジスタ(FET)について述べたものである。このうち誤っているものを1つ選べ。

MOS形FET部品単体で保管するときは、内部の酸化膜(絶縁物)が静電気で破壊されないように、一般的にゲートとソースを開放状態にしておくとよい。

　次の記述は、電界効果トランジスタ(FET)について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句をそれぞれ1つ選べ。 (1)トランジスタを大別するとバイポーラトランジスタとユニポーラトランジスタの二つがあり、このうちFETは［　ア　］トランジスタに属する。また、FETの構造が、金属 - 酸化膜(絶縁物) - 半導体により構成されているものを［　イ　］形FETという。 (2)シリコン半導体に代わり、化合物半導体の［　ウ　］を用いたFETは、電子移動度が［　エ　］、［　オ　］特性が優れているため、マイクロ波の高出力増幅器等に広く用いられている。

ユニポーラ, MOS, ガリウムヒ素(GaAs), 大きく, 高周波

　次の記述は、頭に示すPチャネル接合形の電界効果トランジスタ(FET)について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを選べ。 (1)一般に、ドレイン・ソース間には、［　 A ］の電圧を加えて用いる。 (2)FETの相互コンダクタンス 𝑔𝑚 は、電圧及び電流の変化をΔ とすれば 𝑔𝑚＝［　B ］で表される。 (3)(1)の場合、Vɢs ＝0［V］のとき、𝐼ᴅは［　C ］。

A：Dに負(ー) 、Sに正(＋) B：Δ𝐼ᴅ / ΔVɢs C：流れる

　図1に示すように、トランジスタ Tr₁ 及び Tr₂ をダーリントン接続した回路を、図2に示すように一つのトランジスタ Tr₀ とみなしたとき、Tr₀のエミッタ接地直流電流増幅率 𝒉ғᴇ₀ を表す近似値として、正しいものを1つ選べ。ただし、Tr₁ 及び Tr₂ のエミッタ接地直流電流増幅率をそれぞれ 𝒉ғᴇ₁ 及び 𝒉ғᴇ₂ とし、𝒉ғᴇ₁ » 1、𝒉ғᴇ₂ » 1 とする。

𝒉ғᴇ₀ ≒ 𝒉ғᴇ₁𝒉ғᴇ₂

　図に示す、等価回路で表した電界効果トランジスタ(FET)に、入出力関連素子(C₁、C₂及びRʟ)を接続した増幅回路において、相互コンダクタンス gm が8［ms］、ドレイン抵抗 𝑟d が15［kΩ］、負荷抵抗 Rʟ が5［kΩ］のとき、この回路の電圧、増幅度 Vds / Vgs の大きさの値として、最も近いものを1つ選べ。ただし、コンデンサ C₁ 及び C₂ のリアクタンスは無視できるものとする。

　次の記述は、図に示すエミッタホロワ増幅回路について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句をそれぞれ1つ選べ。ただし、コンデンサ C の影響は無視するものとする。 (1)電圧増幅度 Av の大きさは、約［　ア　］である。 (2)入力電圧と出力電圧の位相は、［　イ　］である。 (3)入力インピーダンスは、エミッタ接地増幅回路と比べて、一般に［　ウ　］。 (4)この回路は、［　エ　］接地増幅回路ともいう。 (5)この回路は、［　オ　］変換回路としても用いられる。

1, 同相, 高い, コレクタ, インピーダンス

　次の記述は、図に示す原理的な低周波電力増幅回路について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを1つ選べ。 (1)この回路のように、出力トランスを使わないですむように工夫されたプッシュプル回路は、OTLプッシュプル回路または［　 A ］回路とも呼ばれる。特に図の回路は、特性のそろったNPN形とPNP形のトランジスタが用いられているため、［　B ］回路とも呼ばれる。 (2)この回路をB級で動作させるときは、トランジスタの入力特性の非線形による［　C ］ひずみを除去するために、実際の回路では、二つのトランジスタをそれぞれ順方向にバイアスして、無信号状態においてわずかにバイアス電流が流れるようにしている。

A：SEPP B：コンプリメンタリ　　C：クロスオーバー　

　図に示す、理想的な演算増幅器(オペアンプ)を使用した反転電圧増幅回路において、電圧利得が34［db］のとき、抵抗 R₁ 及び R₂ の最も近い値の組合せとして正しいものを1つ選べ。ただし、log₁₀2 ≒ 0.3とする。

R₁： 1［kΩ］　 R₂ ：50［kΩ］

　図に示す、理想的な演算増幅器(オペアンプ)を使用した反転電圧増幅回路の電圧利得の値として、最も近いものを1つ選べ。ただし、log₁₀2 ≒ 0.3とする。

18［db］

　次の記述は、図に示す理想的な演算増幅器 Aop を用いた増幅回路について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを1つ選べ。ただし、入力電圧を Vi［V］とし、抵抗 R₁［Ω］及び R₂［Ω］に流れる電流を、それぞれ 𝐼₁［ A］及び 𝐼₂［A］とする。 (1) 𝐼₁ と 𝐼₂ の関係は、𝐼₁ ＝［　 A ］である。 (2)出力電圧V₀は、V₀ ＝ - 𝐼₂ × ［　B ］［V］である。 (3)したがって、回路の電圧増幅度 V₀ / Vi は、V₀ / Vi ＝　-(［　C ］)である。

A：𝐼₂　　　 B：R₂ C：R₂ / R₁

　次の記述は、回路について述べたものである。［　　］内に入れるべき字句の正しい組合せを1つ選べ。ただし、Aopは理想的な演算増幅器を示す。 (1)回路の増幅度 A＝｜Vo / Vi ｜は、［　 A ］である。 (2)回路の Voと Vi の位相差は［　B ］［rad］である。 (3)回路は、［　C ］増幅回路と呼ばれる。

A：R₂ / R₁ B：π C：反転(逆相)

100

　ある増幅回路において、入力電圧が2［mV］のとき、出力電圧が1［V］であった。このときの電圧利得の値として、正しいものを1つ選べ。ただし、log₁₀2 ＝ 0.3とする。

54［db］

アマチュア無線技士3級　法規1

山本圭一 · 100問 · 1年前

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アマチュア無線技士1級 無線工学1

アマチュア無線技士1級　無線工学1　　