AK XK109 答案用紙記入上の注意 : 答案用紙のマーク欄には 正答と判断したものを一つだけマークすること 第一級総合無線通信士第一級海上無線通信士 無線工学の基礎 試験問題 25 問 2 時間 30 分 A 1 図に示すように 電界の強さ E V/m が一様な電界中を電荷 Q C が電界の方向

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1 K XK9 答案用紙記入上の注意 : 答案用紙のマーク欄には 正答と判断したものを一つだけマークすること 第一級総合無線通信士第一級海上無線通信士 無線工学の基礎 試験問題 25 問 2 時間 3 分 図に示すように 電界の強さ /m が一様な電界中を電荷 Q が電界の方向に対して θ rd の角度を保って点 から点 まで m 移動した このときの電荷の仕事量 W の大きさを表す式として 正しいものを下の番号から選べ ただし Q は電界からのみ力を受けるものとする W = Q sinθ J 2 W = Q cosθ J 3 W = Q tnθ J W = Q 2 sinθ J 5 W = Q 2 cosθ J θ Q 2 図に示すように.2 m の間隔で平行に置かれた無限長の直線導線 X 及び Y のそれぞれに互いに逆の方向の直流電流 及び を流したとき XY 間の中間点 P における磁界の強さの値として 正しいものを下の番号から選べ X.2 m P. m Y 3 次の記述は 図に示す環状鉄心 の磁気回路の磁気抵抗について述べたものである 下の番号から選べ ただし 磁気回路に磁気飽和及び漏れ磁束はないものとする 内に入れるべき字句の正しい組合せを () 磁気回路の起磁力 F m は F m = NI である (2) 内部の磁界の強さ H は F m 及び で表すと H = /m である I (3) 磁束 は H 及び で表すと = W である () したがって 磁気抵抗 R m は R m = H - である F m H N : コイルの巻数 I : コイルに流す直流 : の断面積 m 2 : の平均の磁路の長さ m : の透磁率 H/m コイル N 2 F m H 3 F m H F m H 5 F m H (K XK9-)

2 次の記述は 図 に示すように 金属板 を貫いている磁束 が時間と共に変化するときに に電流が流れる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下の番号から選べ なお 同じ記号の内には 同じ字句が入るものとする () が図 に示す方向で増加しているとき に図 2 の に示す方向の電流 i が流れる (2) i によって に生じる熱損失は と呼ばれる (3) の変化の割合が同じとき の抵抗率が大きいと は i i ア ヒステリシス損 小さい 2 ア 渦電流損 大きい 3 イ ヒステリシス損 大きい イ ヒステリシス損 小さい 5 イ 渦電流損 小さい 図 図 2 ア イ 5 図に示す直流回路において 直流電流 I = 2 及び I 2 = 3 が図に示す方向に流れているとき 端子 間の電圧 及び抵抗 R 3 に流れる電流 I 3 の大きさの値の組合せとして 正しいものを下の番号から選べ I : 直流電圧 R R 2 R 3 : 抵抗 Ω I R = Ω R 2 R 3 = I 2 I 3 6 次に示す各種電流波形とその平均値 I v を表す式の組合せのうち誤っているものを下の番号から選べ ただし 各波形の電流の最大値を 角周波数を ω rd/s 時間を t s とする また I v はそれぞれの波形の半周期 (~ rd ) の平均とする 三角波のこぎり波方形波正弦波半円波 I v = 2 I v = 2 I v = I v = 2 I v = 7 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 選べ ただし 交流電圧 を 回路に流れる電流 I を とする 内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から () 皮相電力は である I = (2) 有効電力 ( 消費電力 ) は W である (3) 力率は % である R : 抵抗 Ω X L : 誘導リアクタンス Ω R = 9 Ω X L (K XK9-2)

3 8 図に示す抵抗 R 静電容量 及び自己インダクタンス L の並列共振回路の尖鋭度 Q の値として 正しいものを下の番号から選べ R =.5 kω =. F L = 25 H 交流電圧 R L 9 次の図は 半導体素子名と図記号の組合せを示したものである このうち誤っているものを下の番号から選べ 可変容量ダイオード ツェナーダイオード P ゲート逆阻止 NPN トランジスタ 3 端子サイリスタ N チャネル絶縁ゲート形エンハンスメント形電界効果トランジスタ 次の記述は 光に関係する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の正しい組合せを下の番号から選べ () 発光ダイオード (LD) は PN 接合に 電流を流したときに光を発生する (2) ホトダイオードは 光を電気信号に変換する素子であり 一般に PN 接合に 電圧を加えて用いる (3) ホトダイオードの図記号は 図の である 順方向 順方向 ア 2 順方向 逆方向 イ 3 逆方向 順方向 イ 逆方向 逆方向 イ 5 逆方向 逆方向 ア ア イ 図に示すトランジスタ () 回路において エミッタ電流 I の値が.5 m であるとき ベース電流 I 及びコレクタ電流 I の最も近い値の組合せとして 正しいものを下の番号から選べ ただし トランジスタのエミッタ接地直流電流増幅率 h F を 25 とする I I.5 m 2 5. m m 8.5 m m : コレクタ : ベース : エミッタ R R R : 抵抗 Ω : 直流電源電圧 I R I I 2 図に示す電界効果トランジスタ (FT) のドレイン - ソース間電圧 D を 一定にして ゲート - ソース間電圧 G を変えてドレイン電流 I D を求めたとき 表の結果が得られた このとき I D = m 付近における FT の相互コンダクタンスの値として 最も近いものを下の番号から選べ G I D m m 2 5 m 3 2 m 25 m 5 3 m D : ドレイン : ソース G: ゲート 2 : 直流電源電圧 FT G G I D D D (K XK9-3)

4 3 次の記述は 図 に示す トランジスタ () 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下の番号から選べ ただし バイアスは 級増幅をする最適な値に設定されているものとし の等価回路は図 2 で表されるものとする また 静電容量 2 F 及び抵抗 R Ω の影響は無視するものとする () 回路の入力抵抗 R i は R i = Ω である (2) 交流負荷 R L は R L = Ω である (3) 電圧増幅度の大きさ は = である : コレクタ : エミッタ : ベース R R 2 2 i R 3 o h fe R 2 R 3 2 h fe R 2 R 3 3 h fe R 3 5 R 2 R 3 R 3 h fe R L h fe R L h fe R L h fe R L h fe R L R 2 R 3: 抵抗 Ω i: 入力電圧 o : 出力電圧 : 直流電源電圧 I : ベース I c : コレクタ : 入力インピーダンス Ω h fe : 電流増幅率 図 I I c h fe I : 理想電流源図 2 図に示すように 電圧利得が 6 d の増幅回路 に負帰還をかけて負帰還増幅回路としたとき 電圧利得が 2 d であった このときの帰還回路 の帰還率 β = f / o の値として 正しいものを下の番号から選べ 入力 o : 出力電圧 f : 帰還電圧 負帰還増幅回路 - f 出力 o 5 図に示すトランジスタ () を用いた原理的なコルピッツ発振回路が / Hz の周波数で発振しているとき 自己インダクタンス L の値として 正しいものを下の番号から選べ : コレクタ 2.3 mh : エミッタ : ベース L 2.55 mh 3.25 mh 2 = 6 pf.2 mh = 3 pf 5.85 mh 2 : 静電容量 6 図 及び図 2 に示す論理回路の論理式の組合せとして 正しいものを下の番号から選べ ただし 正論理とし 及び を入力 X を出力とする 図 図 2 X =( )+( ) X =( )+( ) 2 X =( )+( ) X =( )+( ) X X 3 X =( )+( ) X =( ) ( ) X =( ) ( ) X =( )+( ) 5 X =( )+(+) X =( )+( ) 図 図 2 (K XK9-)

5 7 次の記述は 最大目盛値が で精度階級の階級指数が.5 の永久磁石可動コイル形直流電圧計の誤差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下の番号から選べ () 最大許容誤差の大きさの値は である (2) 指示値が 5 のとき 真の値は の範囲にある. 9.5 から から から から から 図に示す回路において 端子 間を短絡したとき 可変抵抗 R が,995 Ω で直流電流計 が最大目盛値 を指示し 次に R を,995 Ω そのままとし 端子 間に未知抵抗 R X を接続したとき が / 5 を指示した このとき R X の値として 正しいものを下の番号から選べ ただし の内部抵抗 R を 5 Ω とする 5 kω 2 kω 3 5 kω 2 kω 5 25 kω : 直流電圧 R R X R 9 図に示す容量ブリッジ回路において 抵抗 R 及び R がそれぞれ, Ω 及び 2 Ω のとき検流計 G の振れが零になった このとき 未知コンデンサの静電容量 X 及び誘電正接 tnδ の値の組合せとして 正しいものを下の番号から選べ ただし 交流電源の周波数を Hz とする X tnδ.2 F F F.6.3 F F.6 R : 抵抗 : 静電容量 R = 2 Ω = F R G 交流電源 未知コンデンサ X tnδ R 2 次の図は リサジュー図とその図形に対応する位相差の組合せを示したものである このうち誤っているものを下の番号から選べ ただし リサジュー図は オシロスコープの垂直 () 入力及び水平 () 入力に周波数と大きさが等しく位相差が θ rd の正弦波交流電圧を加えたときに観測されたものとする θ= rd θ= rd θ= rd θ= 3 rd θ= 3 rd (K XK9-5)

6 次の記述は 図に示すように m の長さの導体棒 P が一様な磁束密度 T の磁界中を速さが v m/s で磁界の方向に対して θ rd ( θ /2) の角度で移動したときに生じる現象について述べたものである 内に入れるべき字句を下の番号から選べ ただし は紙面に平行であり P は常に紙面に対して直角を保って移動するものとする なお 同じ記号の内には 同じ字句が入るものとする () P に起電力 e が生じる この現象をア誘導という (2) e の大きさを表す式は e = イ である (3) e の方向は θ=/2 rd のとき ウの法則で求められる () ウの法則では e の方向は エが示す方向になる P θ v (5) したがって θ=/2 rd のとき P には紙面のオの方向の e が生じる 電磁 2 v s i nθ 3 フレミングの左手 親指 5 表から裏 6 磁気 7 v cosθ 8 フレミングの右手 9 中指 裏から表 2 次の記述は 図 に示す抵抗 R Ω 及び自己インダクタンス L H の並列回路を インピーダンスの等しい図 2 に示す抵抗 R Ω 及び自己インダクタンス L H の直列回路に変換する過程について述べたものである 内に入れるべき字句を下の番号から選べ ただし 角周波数を ω rd/s とする なお 同じ記号の内には 同じ字句が入るものとする L () 図 の回路の合成インピーダンスZ pを R 及び L で表すと Z p = ア Ω となる (2) () の式を整理し実数部と虚数部に分けると Z p = イ + j ウ Ω となる (3) 図 2 の回路の合成インピーダンスZ sを R 及び L で表すと Z s = エ Ω である () したがって R と L はそれぞれ次式で表される R = イ Ω, L = オ H R Z p 図 L R R 2 R 2 + ω 2 L 2 2 R2 + ω 2 L 2 ω 2 L 2 3 Rω 2 L 2 R 2 + ω 2 L 2 ωlr 2 R 2 + ω 2 L 2 5 jωl R R + jωl Z s 図 2 6 jωlr R + jωl 7 LR 2 R 2 + ω 2 L 2 8 R + jωl jωlr 9 R 2 + ω 2 L 2 R 2 L R + j ωl 3 次の記述は 図に示す原理的な構造の進行波管 (TWT) について述べたものである このうち正しいものを 誤っているものを 2 として解答せよ ア電子銃から放出された電子流は コレクタ に加えられた高電圧で加速されコレクタ に達する 結合回路 コイル ら旋 結合回路コレクタ イ電子流は コイル による電磁石の働きで集束される ウら旋は マイクロ波の速度 ( 位相速度 ) を電子流の速度の 倍以上に加速 する役割がある エ内部に同調回路のような周波数帯域を制限する回路がある オマイクロ波は 導波管 W から入力し導波管 W 2 から出力させる 電子銃 導波管 W 電子流 導波管 W 2 (K XK9-6)

7 次の記述は 図 に示すトランジスタ () 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下の番号から選べ ただし 回路の直流負荷線と交流負荷線を図 2 に示す また 動作点 P のコレクタ電流 I は m とする () 図 2 の 点の電圧の値は ア である (2) 図 2 の 点の電流の値は イ である (3) 交流負荷抵抗は ウ である () 動作点 P のコレクタ-エミッタ間電圧 の 値は エ である (5) 図 2 の c 点の電流の値は オ である 入力 R R = 2 kω I 2 R L = 2 kω = 2 I m c 交流負荷線 P 直流負荷線 : コレクタ : エミッタ : ベース 図 R R R L : 抵抗 2 : 静電容量 F : 直流電源電圧 図 m 5 m 5 2 kω m 9 8 m kω 5 次の記述は 図に示す原理的な構造の永久磁石可動コイル形計器 ( 電流計 ) について述べたものである 下の番号から選べ 内に入れるべき字句を () 駆動トルクは 永久磁石による磁界と可動コイルに流れる測定電流との間に生じるアである (2) 制御トルクは 方向が駆動トルクとはイであり ウによる弾性力である (3) 制動装置は 指針が停止するまでの複雑な運動を抑える役割を持ち アルミ枠が回転することによって生じるエによる制動力を主に利用している () 目盛はオ目盛になる 指針 軟鉄心 目盛 アルミ枠 遠心力 2 同方向 3 渦巻きばね 渦電流 5 等分 6 電磁力 7 逆方向 8 可動コイル 9 変位電流 対数 可動コイル 永久磁石 渦巻きばね (K XK9-7)