2022年 下期

図に示すように，誘電率$\varepsilon_0$[F/m]の真空中に置かれた二つの静止導体球A及びBがある。電気量はそれぞれQ_A[C]及びQ_B[C]とし，図中にその周囲の電気力線が描かれている。 電気量Q_A=16$\varepsilon_0$[C]であるとき，電気量Q_B[C]の値として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図のように，平行板コンデンサの上下極板に挟まれた空間の中心に，電荷Q[C]を帯びた導体球を保持し，上側極板の電位がE[V]，下側極板の電位が-E[V]となるように電圧源をつないだ。ただし，E>0とする。同図に，二つの極板と導体球の間の電気力線の様子を示している。 このとき，電荷Q[C]の符号と導体球の電位U[V]について，正しい記述のものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

無限に長い直線状導体に直流電流を流すと，導体の周りに磁界が生じる。この磁界中に小磁針を置くと，小磁針の（ア）は磁界の向きを指して静止する。 そこで，小磁針を磁界の向きに沿って少しずつ動かしていくと，導体を中心とした（イ）の線が得られる。この線に沿って磁界の向きに矢印をつけたものを（ウ）という。 また，磁界の強さを調べてみると，電流の大きさに比例し，導体からの（エ）に反比例している。 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。

図のように，無限に長い3本の直線状導体が真空中に10cmの間隔で正三角形の頂点の位置に置かれている。3本の導体にそれぞれ7Aの直流電流を同一方向に流したとき，各導体1m当たりに働く力の大きさ $F_0$ の値[N/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，無限に長い2本の直線状導体を $r,[\mathrm{m}]$ 離して平行に置き，2本の導体にそれぞれ $I,[\mathrm{A}]$ の直流電流を同一方向に流した場合，各導体1m当たりに働く力の大きさ $F$ の値[N/m]は，次式で与えられるものとする。 $F=\dfrac{2I^2}{r}\times 10^{-7}$

図のような直流回路において，抵抗3$\Omega$の端子間の電圧が1.8Vであった。このとき，電源電圧E[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。

電圧E[V]の直流電源と静電容量C[F]の二つのコンデンサを接続した図1，図2のような二つの回路に関して，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

20℃における抵抗値が $R_1,[\Omega]$，抵抗温度係数が $\alpha_1,[^{\circ}\mathrm{C}^{-1}]$ の抵抗器Aと20℃における抵抗値が $R_2,[\Omega]$，抵抗温度係数が $\alpha_2=0,[^{\circ}\mathrm{C}^{-1}]$ の抵抗器Bが並列に接続されている。その20℃と21℃における並列抵抗値をそれぞれ $r_{20},[\Omega]$，$r_{21},[\Omega]$ とし，$(r_{21}-r_{20})/r_{20}$ を変化率とする。この変化率として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は，交流における波形率，波高率に関する記述である。 波形率とは，実効値の（ア）に対する比（波形率＝実効値/（ア））をいう。波形率の値は波形によって異なり，正弦波と比較して，三角波のようにとがっていれば，波形率の値は（イ）なり，方形波のように平らであれば，波形率の値は（ウ）なる。 波高率とは，（エ）の実効値に対する比（波高率＝（エ）/実効値）をいう。波高率の値は波形によって異なり，正弦波と比較して，三角波のようにとがっていれば，波高率の値は（オ）なり，方形波のように平らであれば，波高率の値は（カ）なる。 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。

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$\Omega$のコンデンサの端子間電圧の大きさは12V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。

図の回路のスイッチSをt=0sで閉じる。電流i_S[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。

次の文章は，それぞれのダイオードについて述べたものである。 a．可変容量ダイオードは，通信機器の同調回路などに用いられる。このダイオードは，pn接合に（ア）電圧を加えて使用するものである。 b．pn接合に（イ）電圧を加え，その値を大きくしていくと，降伏現象が起きる。この降伏電圧付近では，流れる電流が変化しても接合両端の電圧はほぼ一定に保たれる。定電圧ダイオードは，この性質を利用して所定の定電圧を得るようにつくられたダイオードである。 c．レーザダイオードは光通信や光情報機器の光源として利用され，pn接合に（ウ）電圧を加えて使用するものである。 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。

図のように，z軸の正の向きに磁束密度B=$1.0\times 10^{-3}$Tの平等磁界が存在する真空の空間において，電気量e=-$4.0\times 10^{-6}$Cの荷電粒子がyz平面上をy軸から60°の角度で(1)又は(2)の向きに速さv[m/s]で発射された。この瞬間，荷電粒子に働くローレンツ力Fの大きさは$1.0\times 10^{-8}$Nで，その向きはx軸の正の向きであった。荷電粒子の速さvに最も近い値[m/s]とその向きの組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 ただし，重力の影響は無視できるものとする。図中の◉は，紙面に対して垂直かつ手前の向きを表す。

図1は，正弦波を出力しているある発振回路の構造を示している。この発振回路の帰還回路の出力端子と増幅回路の入力端子との接続を切り離し，図2のように適当な周波数の正弦波V_iを増幅回路に入力すると，次の二つの条件が同時に満たされている。 1．増幅回路の入力電圧V_iと帰還回路の出力電圧V_fが（ア）である。 2．増幅回路の増幅度|V_o/V_i|をA，帰還回路の帰還率|V_f/V_o|を$\beta$と表すとき，（イ）である。 図1で示される発振回路は，条件1より（ウ）回路である。 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。

データ変換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。

図のように，抵抗 $6\,\Omega$ と誘導性リアクタンス $8\,\Omega$ をY結線し，抵抗 $r,[\Omega]$ を$\Delta$結線した平衡三相負荷に，200Vの対称三相交流電源を接続した回路がある。抵抗 $6\,\Omega$ と誘導性リアクタンス $8\,\Omega$ に流れる電流の大きさを $I_1,[\mathrm{A}]$，抵抗 $r,[\Omega]$ に流れる電流の大きさを $I_2,[\mathrm{A}]$ とする。電流 $I_1$ と $I_2$ の大きさが等しいとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) 抵抗 $r$ の値 $[\Omega]$ として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図のように，抵抗 $6\,\Omega$ と誘導性リアクタンス $8\,\Omega$ をY結線し，抵抗 $r,[\Omega]$ を$\Delta$結線した平衡三相負荷に，200Vの対称三相交流電源を接続した回路がある。抵抗 $6\,\Omega$ と誘導性リアクタンス $8\,\Omega$ に流れる電流の大きさを $I_1,[\mathrm{A}]$，抵抗 $r,[\Omega]$ に流れる電流の大きさを $I_2,[\mathrm{A}]$ とする。電流 $I_1$ と $I_2$ の大きさが等しいとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (b) 図中の回路が消費する電力の値[kW]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

最大目盛50A，内部抵抗 $0.8\times 10^{-3}\,\Omega$ の直流電流計 $A_1$ と最大目盛100A，内部抵抗 $0.32\times 10^{-3}\,\Omega$ の直流電流計 $A_2$ の二つの直流電流計がある。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，二つの直流電流計は直読式指示電気計器であるとし，固有誤差はないものとする。 (a) 二つの直流電流計を並列に接続して使用したとき，測定できる電流の最大の値[A]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

最大目盛50A，内部抵抗 $0.8\times 10^{-3}\,\Omega$ の直流電流計 $A_1$ と最大目盛100A，内部抵抗 $0.32\times 10^{-3}\,\Omega$ の直流電流計 $A_2$ の二つの直流電流計がある。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，二つの直流電流計は直読式指示電気計器であるとし，固有誤差はないものとする。 (b) 小問(a)での接続を基にして，直流電流150Aの電流を測定するために，二つの直流電流計の指示を最大目盛にして測定したい。そのためには，直流電流計 $A_2$ に抵抗 $R,[\Omega]$ を直列に接続することで，各直流電流計の指示を最大目盛にして測定することができる。抵抗 $R$ の値 $[\Omega]$ として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【選択問題】大きさが等しい二つの導体球A，Bがある。両導体球に電荷が蓄えられている場合，両導体球の間に働く力は，導体球に蓄えられている電荷の積に比例し，導体球間の距離の2乗に反比例する。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，両導体球の大きさは0.3mに比べて極めて小さいものとする。 (a) この場合の比例定数を求める目的で，導体球Aに+$2\times 10^{-8}$C，導体球Bに+$3\times 10^{-8}$Cの電荷を与えて，導体球の中心間距離で0.3m隔てて両導体球を置いたところ，両導体球間に$6\times 10^{-5}$Nの反発力が働いた。この結果から求められる比例定数[N・m^2/C^2]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，導体球A，Bの初期電荷は零とする。

【選択問題】大きさが等しい二つの導体球A，Bがある。両導体球に電荷が蓄えられている場合，両導体球の間に働く力は，導体球に蓄えられている電荷の積に比例し，導体球間の距離の2乗に反比例する。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，両導体球の大きさは0.3mに比べて極めて小さいものとする。 (b) 小問(a)の導体球A，Bを，電荷を保持したままで0.3mの距離を隔てて固定した。ここで，導体球A，Bと大きさが等しく電荷を持たない導体球Cを用意し，導体球Cをまず導体球Aに接触させ，次に導体球Bに接触させた。この導体球Cを図のように導体球Aと導体球Bの間の直線上に置くとき，導体球Cが受ける力が釣り合う位置を導体球Aとの中心間距離[m]で表したとき，その距離に最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【選択問題】図1の回路は，電流帰還バイアス回路に結合容量を介して，微小な振幅の交流電圧を加えている。この入力電圧の振幅が $A_i=100\,\mathrm{mV}$，角周波数が $\omega=10000\,\mathrm{rad/s}$ で，時刻 $t,[\mathrm{s}]$ に対して $v_i(t),[\mathrm{mV}]$ が $v_i(t)=A_i\sin\omega t$ と表されるとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) 次の文章は，電圧 $v_B(t)$ に関する記述である。 トランジスタのベース端子に流れ込む電流 $i_B(t)$ が十分に小さいとき，ベース端子を切り離しても $2\,\mathrm{k\Omega}$ の抵抗の電圧は変化しない。そこで，図2の回路で考え，さらに重ね合わせの理を用いることで，電圧 $v_B(t)$ を求める。まず，$v_i(t)=0\,\mathrm{V}$ とすることで，直流電圧 $V_B$=（ア）V が求められる。次に，直流電源の値を $0\,\mathrm{V}$ とし，コンデンサのインピーダンスが $2\,\mathrm{k\Omega}$ より十分に小さいと考えると，交流電圧 $v_B(t)$ の振幅 $A_B$=（イ）mV と初期位相 $\theta_B$=（ウ）rad が求められる。以上より，$v_B(t)=V_B+A_B\sin(\omega t+\theta_B)$ と表すことができる。 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，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【選択問題】図1の回路は，電流帰還バイアス回路に結合容量を介して，微小な振幅の交流電圧を加えている。この入力電圧の振幅が $A_i=100\,\mathrm{mV}$，角周波数が $\omega=10000\,\mathrm{rad/s}$ で，時刻 $t,[\mathrm{s}]$ に対して $v_i(t),[\mathrm{mV}]$ が $v_i(t)=A_i\sin\omega t$ と表されるとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (b) 図1の回路の電圧 $v_C(t)$ を求め，適当な定数 $V_C$，$A_C$，$\theta_C$ を用いて $v_C(t)=V_C+A_C\sin(\omega t+\theta_C)$ と表す。$V_C$，$A_C$，$\theta_C$ に最も近い値の組合せを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 ただし，ベース・エミッタ間電圧は常に $0.7\,\mathrm{V}$ であると近似して考えてよい。

水力発電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。

次の文章は，水車に関する記述である。 水圧管の先端がノズルになっていると，有効落差は全て（ア）エネルギーとなり，水は噴流となって噴出し，ランナのバケットにあたってランナを回転させる。このような水の力で回転する水車を（イ）水車という。 代表的なものとして（ウ）水車があり，（エ）で，流量の比較的少ない場所に用いられ，比速度は（オ）。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)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。

ガスタービン発電と汽力発電を組み合わせたコンバインドサイクル発電方式を，同一出力の汽力発電方式と比較した記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は，原子炉の型と特性に関する記述である。 軽水炉は，（ア）を原子燃料とし，冷却材と（イ）に軽水を用いた原子炉であり，我が国の商用原子力発電所に広く用いられている。この軽水炉には，蒸気を原子炉の中で直接発生する（ウ）原子炉と蒸気発生器を介して蒸気を作る（エ）原子炉とがある。 軽水炉では，何らかの原因により原子炉の核分裂反応による熱出力が増加して，炉内温度が上昇した場合でも，燃料の温度上昇にともなってウラン238による中性子の吸収が増加する（オ）により，出力が抑制される。このような働きを原子炉の固有の安全性という。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)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。

各種発電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。

定格値が一次電圧66kV，二次電圧6.6kV，容量30MV・Aの三相変圧器がある。一次側に換算した漏れリアクタンスの値が14.5$\Omega$のとき，百分率リアクタンスの値[%]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は，変圧器の結線方式に関する記述である。 変圧器の一次側，二次側の結線にY結線及び$\Delta$結線を用いる方式は，結線の組合せにより四つのパターンがある。このうち，（ア）結線はひずみ波の原因となる第3高調波が環流し，吸収される効果が得られるが，一方で中性点の接地が必要となる場合は適さない。（イ）結線は一次側，二次側とも中性点接地が可能という特徴を有する。（ウ）結線及び（エ）結線は第3高調波の環流回路があり，一次側若しくは二次側の中性点接地が可能である。（ウ）結線は昇圧用に，（エ）結線は降圧用に用いられることが多い。 特別高圧系統では変圧器中性点を各種の方法で接地することから，（イ）結線の変圧器が用いられるが，第3高調波の環流の効果を得る狙いから（オ）結線を用いた三次巻線を採用していることが多い。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)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。ただし，(ア)～(エ)の左側は一次側，右側は二次側の結線を表す。

架空送電線路の構成要素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。

交流三相3線式1回線の送電線路があり，受電端に遅れ力率角 $\theta,[\mathrm{rad}]$ の負荷が接続されている。送電端の線間電圧を $V_s,[\mathrm{V}]$，受電端の線間電圧を $V_r,[\mathrm{V}]$，その間の相差角は $\delta,[\mathrm{rad}]$ である。 受電端の負荷に供給されている三相有効電力[W]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，送電端と受電端の間における電線1線当たりの誘導性リアクタンスは $X,[\Omega]$ とし，線路の抵抗，静電容量は無視するものとする。

地中送配電線の主な布設方式である直接埋設式，管路式及び暗きょ式について，各方式の特徴の記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は，電力の需要と供給に関する記述である。 電力の需要は1日の間で大きく変動し，一般に日中に需要が最大となる。一方で，（ア）の大量導入に伴って，日中の発電量が需要を上回る事例も報告されている。需要電力の平準化や，電力の需給バランスの確保のために，（イ）発電が用いられている。また近年では，（ウ）電池などの電力貯蔵装置の技術が向上している。 天候の急変時や発電所の故障発生時にも周波数を標準周波数へと回復させるために，（エ）が確保されている。部分負荷運転中の水力発電機や（オ）発電機などが（エ）の対象となる。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)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。

次の文章は，配電線路の電圧調整に関する記述である。 配電線路より電力供給している需要家への供給電圧を適正範囲に維持するため，配電用変電所では，（ア）などによって，負荷変動に応じて変電所二次側母線電圧を調整している。高圧配電線路においては，柱上変圧器の（イ）によって低圧配電線路の電圧調整を行っていることが多い。また，高圧配電線路のこう長が長い場合や分散型電源が多く接続されている場合など，電圧変動が大きく，配電用変電所の（ア）や柱上変圧器の（イ）によっても供給電圧を許容範囲に抑えることが難しい場合は，（ウ）や，開閉器付電力用コンデンサなどを高圧配電線路に施設することがある。さらに，電線の（エ）によって電圧降下を軽減する対策をとることもある。 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。

低圧ネットワーク方式（レギュラーネットワーク方式ともいう）では，給電線である複数の特別高圧配電線路から，ネットワーク変圧器を経て，低圧配電線路に電力が供給される。低圧ネットワーク方式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。

次の文章は，絶縁油の性質に関する記述である。 絶縁油は変圧器やOFケーブルなどに使用されており，一般に絶縁破壊電圧は同じ圧力の空気と比べて高く，誘電正接が（ア）絶縁油を用いることで絶縁油中の（イ）を抑えることができる。電力用機器の絶縁油として古くから（ウ）が一般的に用いられてきたが，より優れた低損失性や信頼性が求められる場合には（エ）が採用されている。 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。

復水器での冷却に海水を使用する汽力発電所が出力600MWで運転しており，復水器冷却水量が24m^3/s，冷却水の温度上昇が7℃であるとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，海水の比熱を4.02kJ/(kg・K)，密度を$1.02\times 10^{3}$kg/m^3，発電機効率を98%とする。 (a) 復水器で海水へ放出される熱量の値[kJ/s]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

復水器での冷却に海水を使用する汽力発電所が出力600MWで運転しており，復水器冷却水量が24m^3/s，冷却水の温度上昇が7℃であるとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，海水の比熱を4.02kJ/(kg・K)，密度を$1.02\times 10^{3}$kg/m^3，発電機効率を98%とする。 (b) タービン室効率の値[%]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 ただし，条件を示していない損失は無視できるものとする。

電線1線の抵抗が6$\Omega$，誘導性リアクタンスが4$\Omega$である三相3線式送電線について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) 受電端電圧を60kV，送電線での電圧降下率を受電端電圧基準で10%に保つものとする。この受電端に，力率80%（遅れ）の負荷を接続する。この場合，受電可能な三相皮相電力の値[MV・A]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

電線1線の抵抗が6$\Omega$，誘導性リアクタンスが4$\Omega$である三相3線式送電線について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (b) 受電端に接続する負荷の条件を，遅れ力率60%，三相皮相電力65MV・Aに変更することになった。この場合でも，受電端電圧を60kV，送電線での電圧降下率を受電端電圧基準で10%に保ちたい。受電端に設置された調相設備から系統に供給すべき無効電力の値[Mvar]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図のように配電用変圧器二次側の単相3線式低圧配電線路に負荷A及び負荷Bが接続されている場合について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，変圧器は，励磁電流，内部電圧降下及び内部損失などを無視できる理想変圧器で，一次電圧は6600V，二次電圧は110/220Vで一定であるものとする。また，低圧配電線路及び中性線の電線1線当たりの抵抗は0.06$\Omega$，負荷A及び負荷Bは純抵抗負荷とし，これら以外のインピーダンスは考慮しないものとする。 (a) 変圧器の電流を測定したところ，一次電流が5A，二次電流I_aとI_bの比が2:3であった。二次側低圧配電線路及び中性線における損失の合計値[kW]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図のように配電用変圧器二次側の単相3線式低圧配電線路に負荷A及び負荷Bが接続されている場合について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，変圧器は，励磁電流，内部電圧降下及び内部損失などを無視できる理想変圧器で，一次電圧は6600V，二次電圧は110/220Vで一定であるものとする。また，低圧配電線路及び中性線の電線1線当たりの抵抗は0.06$\Omega$，負荷A及び負荷Bは純抵抗負荷とし，これら以外のインピーダンスは考慮しないものとする。 (b) 低圧配電線路の中性線が点Fで断線した場合に負荷Aにかかる電圧の値[V]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

直流機の構造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。

三相誘導電動機が滑り2.5%で運転している。このとき，電動機の二次銅損が188Wであるすると，電動機の軸出力[kW]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。ただし，機械損は0.2kWとし，負荷に無関係に一定とする。

次の文章は，三相誘導電動機の構造に関する記述である。 三相誘導電動機は，（ア）磁界を作る固定子及び回転する回転子からなる。回転子は，（イ）回転子と（ウ）回転子との2種類に分類される。（イ）回転子では，回転子溝に導体を納めてその両端が（エ）で接続される。（ウ）回転子では，二次電流を（オ），ブラシを通じて外部回路に流すことができる。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)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。

次の文章は，三相同期電動機の位相特性に関する記述である。 図は三相同期電動機の位相特性曲線（V曲線）の一例である。同期電動機は，界磁電流を変えると，電機子電流の端子電圧に対する位相が変わり，さらに，電機子電流の大きさも変わる。図の曲線の最低点は力率が1となる点で，図の破線より右側は（ア）電流，左側は（イ）電流の範囲となる。また，電動機の出力を大きくするについて，曲線は（ウ）→B→（エ）の順に変化する。 この位相特性を利用して，三相同期電動機を需要家機器と並列に接続して無負荷運転し，需要家機器の端子電圧を調整することができる。このような目的で用いている三相同期電動機を（オ）という。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)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。

定格出力8000kV・A，定格電圧6600Vの三相同期発電機がある。この発電機の同期インピーダンスが4.73$\Omega$のとき，短絡比の値として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は，小形交流モータに関する記述である。 モータの固定子がつくる回転磁界中に，永久磁石を付けた回転子を入れると，回転子は回転磁界（ア）で回転する。これが永久磁石同期モータの回転原理である。 永久磁石形同期モータは，回転子の構造により，（イ）磁石形同期モータと（ウ）磁石形同期モータに分類される。（イ）磁石形同期モータは，構造的に小型化・高速化に適しており，さらに（エ）トルクが利用できる特徴がある。 （エ）トルクは，固定子と回転子の鉄心（電磁鋼板）との間に働く回転力のことである。この回転力のみを利用したモータは，永久磁石形同期モータに比べて，材料コストが（オ）という特徴がある。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)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。

次の文章は，交流機における電機子巻線法に関する記述である。 電機子巻線法には，1相のコイルをいくつかのスロットに分けて配置する（ア）と，集中巻がある。（ア）の場合，各極各相のスロット数は（イ）となる。 （ア）において，コイルピッチを極ピッチよりも短くした巻線法を（ウ）と呼ぶ。この巻線法を採用すると，（エ）は低くなるが，コイル端を短くできることや，（オ）が改善できるなどの利点があるため，一般的によく用いられている。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)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。

単相変圧器がある。定格二次電圧200Vにおいて，二次電流が250Aのときの全損失が1525Wであり，同様に二次電圧200Vにおいて，二次電流が150Aのときの全損失が1125Wであった。この変圧器の無負荷損の値[W]として，最も近いものを(1)～(5)のうちから一つ選べ。

変圧器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。

図に示す出力電圧波形v_Rを得ることができる電力変換回路として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，回路中の交流電源は正弦波交流電圧源とする。

電動機で駆動するポンプを用いて，毎時80m^3の水をパイプへ通して揚程40mの高さに持ち上げる。ポンプの効率は72%，電動機の効率は93%で，パイプの損失水頭は0.4mであり，他の損失水頭は無視できるものとする。このとき必要な電動機入力[kW]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。ただし，水の密度は$1.00\times 10^{3}$kg/m^3，重力加速度は9.8m/s^2とする。

電気加熱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。

次の文章は，電気通信に関する記述である。 電気通信において，信号に変換された情報を伝える媒体を伝送路と呼ぶ。伝送路などから混入し，送りたい信号を変化させてしまうことがある不要な成分を（ア）という。 身近な通信手段の一つとして電話がある。地域間をまたがる電話網において多数の通話を効率的に中継するために，1本の伝送路を用いて同時に多数の通話を伝送する技術を（イ）という。 無線通信では，送りたい情報を信号波と呼ばれる電気信号に変換した後，送信機によって，周波数のより高い搬送波と呼ばれる信号と合成し，（ウ）を作り出したり，受信機において（ウ）から信号波を取り出す方式はいくつかある。 アナログ信号をディジタル信号に変換するA-D変換においては，アナログ信号の最高周波数に対して，その2倍以上の周波数で（エ）を行えば，（エ）された信号から元のアナログ信号を再現できる。これを（エ）定理という。 画像や音声，ビデオなどの情報をそのまま記録・伝送しようとすると，データのサイズが大きくなるために，データの（オ）が行われる。静止画像の代表的な（オ）方法としてJPEGという国際標準規格がある。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)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。

次の文章は，メカトロニクスの概要と構成要素に関する記述である。 メカトロニクスは（ア）技術，（イ）技術，情報技術を統合した技術である。これにより，メカニズム（機構）によってつくられた従来の（ア）に，マイクロコンピュータなどの（イ）部品を組み込んで，高性能で多機能な機械装置が実現できる。 メカトロニクス製品の構成要素には，（ウ），（エ），（オ）及びインタフェースがある。（ウ）は，機械の圧力，力，速度，加速度，温度などの物理量を計測する。（エ）は，電気，油圧，空気圧などのエネルギーを機械的な動きに変換する。（オ）は，（ウ）で計測した情報を処理して（エ）への指令を生成する制御装置としての役割を果たす。インタフェースは，（ウ）や（エ）の扱う電気信号と（オ）が処理できるディジタル信号との変換を担当する。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)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。

図は，抵抗，インダクタンス，キャパシタンスで構成されたRLC回路である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) 図において，入力電圧 $V_i$ に対する出力電圧 $V_o$ の伝達関数 $G(j\omega)(=V_o/V_i)$ を求め，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図は，抵抗，インダクタンス，キャパシタンスで構成されたRLC回路である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (b) 図において，R=1$\Omega$，L=0.01H，C=100$\mu$Fとした場合，(a)で求めた伝達関数を表すボード線図（ゲイン特性図）として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図1は，IGBTを用いた単相ブリッジ接続の電圧形インバータを示す。直流電圧 $E_d,[\mathrm{V}]$ は，一定値と見なせる。出力端子には，インダクタンス $L,[\mathrm{H}]$ で抵抗値 $R,[\Omega]$ の誘導性負荷が接続されている。この電圧形インバータの出力電圧 $v_0$，出力電流 $i_0$ が図2のようになった。インバータの動作モードを図2に示す(1)～(4)として本モードは周期 $T,[\mathrm{s}]$ で繰り返されるものとする。なお，上下スイッチの短絡を防ぐデッドタイムは考慮しない。 次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) 図2に示した区間(1)～(4)において電流が流れているデバイス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。

図1は，IGBTを用いた単相ブリッジ接続の電圧形インバータを示す。直流電圧 $E_d,[\mathrm{V}]$ は，一定値と見なせる。出力端子には，インダクタンス $L,[\mathrm{H}]$ で抵抗値 $R,[\Omega]$ の誘導性負荷が接続されている。この電圧形インバータの出力電圧 $v_0$，出力電流 $i_0$ が図2のようになった。インバータの動作モードを図2に示す(1)～(4)として本モードは周期 $T,[\mathrm{s}]$ で繰り返されるものとする。なお，上下スイッチの短絡を防ぐデッドタイムは考慮しない。 次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (b) 電源電圧 $E_d$ が100V，インダクタンス $L$ を2mH，抵抗 $R$ を $1\,\Omega$ とすると，区間(1)(2)の電流は $-I_p,[\mathrm{A}]$ から $I_p,[\mathrm{A}]$ まで時定数 $\tau,[\mathrm{s}]$ で増加する。$\tau$ に最も近い値を次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【選択問題】どの方向にも光度が等しい均等放射の点光源がある。この点光源の全光束は3000lmである。この点光源を図のように配置した。水平面から点光源までの高さは2mであり，点光源の直下の点AとBとの距離は1.5mである。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) この点光源の平均光度[cd]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【選択問題】どの方向にも光度が等しい均等放射の点光源がある。この点光源の全光束は3000lmである。この点光源を図のように配置した。水平面から点光源までの高さは2mであり，点光源の直下の点AとBとの距離は1.5mである。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (b) 水平面B点における水平面照度の値[lx]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【選択問題】30件分の使用電力量のデータ処理について，次の(a)及び(b)に答えよ。 (a) 図1は，30件分の使用電力量の中から最大値と30件分の平均値を出力する一つのプログラムの流れ図を示す。図1中の(ア)～(エ)に当てはまる処理として，正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

【選択問題】30件分の使用電力量のデータ処理について，次の(a)及び(b)に答えよ。 (b) 図2は，30件の使用電力量を大きい順（降順）に並べ替える一つのプログラムの流れ図を示す。図2中の(オ)～(キ)に当てはまる処理として，正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。ただし，wは一時的な退避用の変数と考えよ。

次の文章は，電気事業法に基づく保安規程に関する記述である。 保安規程は，電気設備規模等によって記載内容が異なり，特定発電用電気工作物の小売電気事業等用接続最大電力の合計が（ア）万kW（沖縄電力株式会社の供給域内にあっては10万kW）を超える大規模な事業者の場合には保安規程に記載すべき事項が多くなっている。 空欄(ア)と上記の大規模な事業者のみが保安規程に記載すべき事項の組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

電気設備の安全を確保するためには，「電気設備技術基準」への適合を確認する必要がある。「電気設備技術基準」に規定されているものとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

次の文章は，「電気設備技術基準」における高圧又は特別高圧の電気機械器具の危険の防止に関する記述である。 a）高圧又は特別高圧の電気機械器具は，（ア）以外の者が容易に触れるおそれがないように施設しなければならない。ただし，接触による危険のおそれがない場合は，この限りでない。 b）高圧又は特別高圧の開閉器，遮断器，避雷器その他これらに類する器具であって，動作時に（イ）を生ずるものは，火災のおそれがないよう，木製の壁又は天井その他の（ウ）の物から離して施設しなければならない。ただし，（エ）の物で両者の間を隔離した場合は，この限りでない。 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。

次の文章は，「電気設備技術基準」及び「電気設備技術基準の解釈」に基づく電気供給のための電気設備の施設に関する記述である。 架空電線，架空電力保安通信線及び架空電車線は，（ア）又は（イ）による感電のおそれがなく，かつ，交通に支障を及ぼすおそれがない高さに施設しなければならない。 低圧架空電線又は高圧架空電線の高さは，道路（車両の往来がまれであるもの及び歩行の用にのみ供される部分を除く。）を横断する場合，路面上（ウ）m以上にしなければならない。 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。

次の文章は，「電気設備技術基準の解釈」に基づく低高圧架空電線等の併架に関する記述の一部である。 低圧架空電線と高圧架空電線とを同一支持物に施設する場合は，次のいずれかによること。 a）次により施設すること。 　(1) 低圧架空電線を高圧架空電線の（ア）に施設すること。 　(2) 低圧架空電線と高圧架空電線は，別個の（イ）に施設すること。 　(3) 低圧架空電線と高圧架空電線との離隔距離は，（ウ）m以上であること。ただし，かど柱，分岐柱等で混触のおそれがないように施設する場合は，この限りでない。 b）高圧架空電線にケーブルを使用するとともに，高圧架空電線と低圧架空電線との離隔距離を（エ）m以上とすること。 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。

次の文章は，「電気設備技術基準の解釈」に基づく高圧屋内配線に関する記述である。 高圧屋内配線は，（ア）工事（乾燥した場所であって展開した場所に限る。）又はケーブル工事により施設すること。 ケーブル工事による高圧屋内配線で，防護装置としての金属管にケーブルを収めて施設する場合には，その管に（イ）接地工事を施すこと。ただし，接触防護措置（金属製のものであって，防護措置を施す設備と電気的に接続するおそれがあるもので防護する方法を除く。）を施す場合は，D種接地工事によることができる。 高圧屋内配線が，他の高圧屋内配線，低圧屋内配線，管灯回路の配線，弱電流電線等又は水管，ガス管若しくはこれらに類するもの（以下この間において「他の屋内電線等」という。）と接近又は交差する場合は，次のa），b）のいずれかによること。 a）高圧屋内配線と他の屋内電線等との離隔距離は，（ウ）cm（（ア）工事により施設する低圧屋内電線が裸電線である場合は，30cm）以上であること。 b）高圧屋内配線をケーブル工事により施設する場合においては，次のいずれかによること。 　(1) ケーブルと他の屋内電線等との間に（エ）のある堅ろうな隔壁を設けること。 　(2) ケーブルを（エ）のある堅ろうな管に収めること。 　(3) 他の高圧屋内配線の電線がケーブルであること。 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。

次の文章は，「電気設備技術基準の解釈」に基づく低圧屋内配線の金属ダクト工事に関する記述である。 a）ダクトに収める絶縁電線の断面積（絶縁被覆の断面積を含む。）の総和は，ダクトの内部断面積の（ア）%以下であること。ただし，電光サイン装置，出退表示灯その他これらに類する装置又は制御回路等（自動制御回路，遠方操作回路，遠方監視装置の信号回路その他これらに類する電気回路をいう。）の配線のみを収める場合は，（イ）%以下とすることができる。 b）ダクト相互は，堅ろうに，かつ，（ウ）に完全に接続すること。 c）ダクトを造営材に取り付ける場合は，ダクトの支持点間の距離を3m（取扱者以外の者が出入りできないように措置した場所において，垂直に取り付ける場合は，6m）以下とし，堅ろうに取り付けること。 d）低圧屋内配線の（エ）電圧が300V以下の場合は，ダクトには，D種接地工事を施すこと。 e）低圧屋内配線の（エ）電圧が300Vを超える場合は，ダクトには，C種接地工事を施すこと。ただし，（オ）防護措置（金属製のものであって，防護措置を施すダクトと（ウ）に接続するおそれがあるもので防護する方法を除く。）を施す場合は，D種接地工事によることができる。 上記の記述中の空白箇所(ア)～(オ)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。

次の文章は，「電気設備技術基準の解釈」に基づく分散型電源の系統連系設備に関する記述である。 a）逆変換装置を用いて分散型電源を電力系統に連系する場合は，逆変換装置から直流が電力系統へ流出することを防止するために，受電点と逆変換装置との間に変圧器（単巻変圧器を除く）を施設すること。ただし，次の(1)及び(2)に適合する場合は，この限りでない。 　(1)逆変換装置の交流出力側で直流を検出し，かつ，直流検出時に交流出力を（ア）する機能を有すること。 　(2)次のいずれかに適合すること。 　・逆変換装置の直流側電路が（イ）であること。 　・逆変換装置に（ウ）を用いていること。 b）分散型電源の連系により，一般送配電事業者が運用する電力系統の短絡容量が，当該分散型電源設置者以外の者が設置する遮断器の遮断容量又は電線の瞬時許容電流等を上回るおそれがあるときは，分散型電源設置者において，限流リアクトルその他の短絡電流を制限する装置を施設すること。ただし，（エ）の電力系統に逆変換装置を用いて分散型電源を連系する場合は，この限りでない。 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。

次の文章は，図に示す高圧受電設備において全停電作業を実施するときの操作手順の一例について，その一部を述べたものである。 a）（ア）を全て開放する。 b）（イ）を開放する。 c）地絡方向継電装置付高圧交流負荷開閉器（DGR付PAS）を開放する。 d）（ウ）を開放する。 e）断路器（DS）の電源側及び負荷側を検電して無電圧を確認する。 f）高圧電路に接地金具等を接続して残留電荷を放電させた後，誤通電，他の電路との混触又は他の電路からの誘導による感電の危険を防止するため，断路器（DS）の（エ）に短絡接地器具を取り付けて接地する。 g）断路器（DS），開閉器等にはそれぞれ操作後速やかに，操作禁止，投入禁止，通電禁止等の通電を禁止する表示をする。 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。

次の文章は，電気事業法及び電気事業法施行規則に基づく広域的運営に関する記述である。 電気事業者は，毎年度，電気の供給並びに電気工作物の設置及び運用についての（ア）を作成し，電力広域的運営推進機関（OCCTO）を経由して経済産業大臣に届け出なければならない。 具体的には，直近年における（イ）見通し，発電，受電（融通を含む。）等の短期的な内容に関するものと，長期（イ）見通し，電気工作物の（ウ）及びその概要，あるいは他者の電源からの長期安定的な調達等長期的な内容に関するものとがある。 また，電気事業者は，電源開発の実施，電気の供給等その事業の遂行に当たり，広域的運営による電気の（エ）のために，相互に協調しなければならないことが定められている。 広域的運営による相互協調の具体的な例として，A地方に太陽電池発電や風力発電などの発電量を調整できない再生可能エネルギーが大量に導入された場合において，A地方における電圧，周波数を維持する観点から，A地方で消費しきれない電気を隣接するB地方に融通するといった（オ）事業者間の広域運営による相互協調がある。

高圧架空電線において，電線に硬銅線を使用して架設する場合，電線の設計に伴う許容引張荷重と弛度について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，径間S[m]，電線の引張強さT[kN]，電線の重量による垂直荷重と風圧による水平荷重の合成荷重がW[kN/m]とする。 (a)「電気設備技術基準の解釈」によれば，規定する荷重が加わる場合における電線の引張強さに対する安全率が，R以上となるような弛度に施設しなければならない。この場合Rの値として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

高圧架空電線において，電線に硬銅線を使用して架設する場合，電線の設計に伴う許容引張荷重と弛度について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，径間S[m]，電線の引張強さT[kN]，電線の重量による垂直荷重と風圧による水平荷重の合成荷重がW[kN/m]とする。 (b) 弛度の計算において，最小の弛度を求める場合の許容引張荷重[kN]として，正しい式を次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

定格容量500kV・A，無負荷損500W，負荷損（定格電流通電時）6700Wの変圧器を更新する。更新後の変圧器はトップランナー制度に適合した変圧器で，変圧器の容量，電圧及び周波数仕様は従来器と同じであるが，無負荷損は150W，省エネ基準達成率は140%である。 このとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，省エネ基準達成率は次式で与えられるものとする。 省エネ基準達成率（%）＝基準エネルギー消費効率/(Wi+Wc40)$\times$100 ここで，基準エネルギー消費効率(注)は1250Wとし，Wiは無負荷損[W]，Wc40は負荷率40%時の負荷損[W]とする。 注）基準エネルギー消費効率とは判断の基準となる全損失をいう。 (a) 更新後の変圧器の負荷損（定格電流通電時）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。

定格容量500kV・A，無負荷損500W，負荷損（定格電流通電時）6700Wの変圧器を更新する。更新後の変圧器はトップランナー制度に適合した変圧器で，変圧器の容量，電圧及び周波数仕様は従来器と同じであるが，無負荷損は150W，省エネ基準達成率は140%である。 このとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，省エネ基準達成率は次式で与えられるものとする。 省エネ基準達成率（%）＝基準エネルギー消費効率/(Wi+Wc40)$\times$100 ここで，基準エネルギー消費効率(注)は1250Wとし，Wiは無負荷損[W]，Wc40は負荷率40%時の負荷損[W]とする。 注）基準エネルギー消費効率とは判断の基準となる全損失をいう。 (b) 変圧器の出力電圧が定格状態で，300kW遅れ力率0.8の負荷が接続されているときの更新前後の変圧器の損失を考えてみる。この状態での更新前の変圧器の全損失をW1，更新後の変圧器の全損失をW2とすると，W2のW1に対する比率[%]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，電圧変動による無負荷損への影響は無視できるものとする。

図に示すような，相電圧 $\dot{E}_R,[\mathrm{V}]$，$\dot{E}_S,[\mathrm{V}]$，$\dot{E}_T,[\mathrm{V}]$，角周波数 $\omega,[\mathrm{rad/s}]$ の対称三相3線式高圧電路があり，変圧器の中性点は非接地方式とする。電路の一相当たりの対地静電容量を $C,[\mathrm{F}]$ とする。 この電路のR相のみが絶縁抵抗値 $R_G,[\Omega]$ に低下した。このとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，上記以外のインピーダンスは無視するものとする。 (a) 次の文章は，絶縁抵抗 $R_G,[\Omega]$ を流れる電流 $I_G,[\mathrm{A}]$ を求める記述である。 $R_G$ を取り除いた場合 a-b間の電圧 $V_{ab}$=（ア） a-b間より見たインピーダンス $Z_{ab}$ は，変圧器の内部インピーダンスを無視すれば，$Z_{ab}$=（イ） となる。 ゆえに，$R_G$ を接続したとき，$R_G$ に流れる電流 $I_G$ は，次式となる。 $I_G=\dfrac{V_{ab}}{Z_{ab}+R_G}$=（ウ） 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。

図に示すような，相電圧 $\dot{E}_R,[\mathrm{V}]$，$\dot{E}_S,[\mathrm{V}]$，$\dot{E}_T,[\mathrm{V}]$，角周波数 $\omega,[\mathrm{rad/s}]$ の対称三相3線式高圧電路があり，変圧器の中性点は非接地方式とする。電路の一相当たりの対地静電容量を $C,[\mathrm{F}]$ とする。 この電路のR相のみが絶縁抵抗値 $R_G,[\Omega]$ に低下した。このとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，上記以外のインピーダンスは無視するものとする。 (b) 次の文章は，変圧器の中性点O点に現れる電圧 $\dot{V}_O,[\mathrm{V}]$ を求める記述である。 $\dot{V}_O$=（エ）$+R_G\dot{I}_G$ ゆえに $\dot{V}_O$=（オ） 上記の記述中の空白箇所(エ)及び(オ)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。