2024年 下期

図のように，電極面積$0.1\,\mathrm{m^2}$，電極間隔$6\,\mathrm{mm}$の平行平板コンデンサに，比誘電率$\varepsilon_1=2$，厚さ$2\,\mathrm{mm}$及び比誘電率$\varepsilon_2=4$，厚さ$4\,\mathrm{mm}$の2種類の誘電体が電極と平行に挿入されている。このコンデンサに$12\,\mathrm{V}$の直流電圧を印加したとき，蓄えられる電荷の値$[\mathrm{C}]$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，真空の誘電率$\varepsilon_0=8.85\times10^{-12}\,\mathrm{F/m}$とし，コンデンサの端効果は無視するものとする。

地球を，真空中にある半径$6.37\times10^{6}\,\mathrm{m}$の導体球と見なしたとき，地球の静電容量の値$[\mathrm{F}]$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，真空の誘電率を$\varepsilon_0=8.85\times10^{-12}\,\mathrm{F/m}$とする。

巻数30のコイルを貫通している磁束が0.1秒間に$1\,\mathrm{Wb}$の割合で直線的に変化するとき，コイルに発生する起電力の大きさ$[\mathrm{V}]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図に示すように，直線導体A及びBが$y$方向に平行に配置され，両導体に同じ大きさの電流$I$が共に$+y$方向に流れているとする。このとき，各導体に加わる力の方向について，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。なお，$xyz$座標の定義は，破線の枠内の図で示したとおりとする。

$R_1=20\,\Omega$，$R_2=30\,\Omega$の抵抗，インダクタンス$L_1=20\,\mathrm{mH}$，$L_2=40\,\mathrm{mH}$のコイル及び静電容量$C_1=400\,\mathrm{\mu F}$，$C_2=600\,\mathrm{\mu F}$のコンデンサからなる図のような直並列回路がある。直流電圧$E=100\,\mathrm{V}$を加えたとき，定常状態において$L_1$，$L_2$，$C_1$及び$C_2$に蓄えられるエネルギーの総和の値$[\mathrm{J}]$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，二つの直流電源と三つの抵抗からなる回路がある。各抵抗に流れる電流を図に示す向きに定義するとき，電流$I_1, I_2, I_3$の値$[\mathrm{A}]$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。

図の抵抗回路において，端子a, b間の合成抵抗$R_{ab}$の値$[\Omega]$は$1.8R\,[\Omega]$であった。このとき，抵抗$R_x$の値$[\Omega]$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，二つの正弦波交流電圧源$e_1\,[\mathrm{V}], e_2\,[\mathrm{V}]$が直列に接続されている回路において，合成電圧$v\,[\mathrm{V}]$の最大値は$e_1$の最大値の(ア)倍となり，その位相は$e_1$を基準として(イ)$[\mathrm{rad}]$の(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。

$4\,\Omega$の抵抗と静電容量が$C\,[\mathrm{F}]$のコンデンサを直列に接続したRC回路がある。このRC回路に，周波数$50\,\mathrm{Hz}$の交流電圧$100\,\mathrm{V}$の電源を接続したところ，$20\,\mathrm{A}$の電流が流れた。では，このRC回路に，周波数$60\,\mathrm{Hz}$の交流電圧$100\,\mathrm{V}$の電源を接続したとき，RC回路に流れる電流の値$[\mathrm{A}]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

図に示す回路において，スイッチSを閉じた瞬間（時刻$t=0$）に点Aを流れる電流を$I_0\,[\mathrm{A}]$とし，十分に時間が経ち，定常状態に達したのちに点Aを流れる電流を$I\,[\mathrm{A}]$とする。電流比$I_0/I$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，コンデンサの初期電荷は零とする。

電界効果トランジスタ（FET）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，電子レンジに内蔵されてマイクロ波を発生する，マグネトロン内の電子の軌跡を簡略化して説明した記述である。図に示すように，真空中の平行平板電極間に直流電圧を加えて平等電界$E\,[\mathrm{V/m}]$を作り，平等電界と直交する方向に磁束密度$B\,[\mathrm{T}]$の平等磁界を加えた。図中の$\odot$は$z$軸の正の向きで，紙面に垂直かつ手前の向きを表す。陰極上の点Pに初速零で電荷$-e\,[\mathrm{C}]$の電子を置いて静かに離すと，$y$軸の(ア)の向きの電界により電子は陽極に向かって動き始める。同時に電子は磁束密度に(イ)した大きさの(ウ)力を受ける。磁界は$z$軸の(エ)の向きのため，電子は電界と磁界の作用で$x$軸の正の向きに移動する。このとき磁束密度が一定値以上では電子は陽極に到達せずに，図のように(オ)といわれる軌跡を描く。ただし，電子は紙面と平行な平面上を移動し，重力の影響は無視できるものとする。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1は，固定バイアス回路を用いた，$R_B$の値が未知のエミッタ接地トランジスタ増幅回路である。図2は，この増幅回路で用いているトランジスタのコレクターエミッタ間電圧$V_{CE}$とコレクタ電流$I_C$との関係を予め調べ示した静特性である。ただし，五つのベース電流の値$I_B\,[\mathrm{\mu A}]$のみに対する曲線であり，増幅回路の負荷抵抗$R_L$の負荷線も重ねて示している。今，増幅回路の動作点を測定したところ$V_{CE}=3.0\,\mathrm{V}$であった。抵抗$R_B$の値$[\mathrm{M}\Omega]$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，ベースーエミッタ間電圧$V_{BE}$を$0.7\,\mathrm{V}$としてよい。なお，$C_1$，$C_2$は結合コンデンサであり，$V_{CC}$は直流電圧源である。

固有の名称をもつSI組立単位の記号と，これと同じ内容を表す他の表し方の組合せとして，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題15(a)】 図1のように，相電圧$200\,\mathrm{V}$，周波数$50\,\mathrm{Hz}$の対称三相交流電源に，抵抗とインダクタンスからなる三相平衡負荷を接続した交流回路がある。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) 図1の回路において，負荷電流$I$の値$[\mathrm{A}]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題15(b)】 図1のように，相電圧$200\,\mathrm{V}$，周波数$50\,\mathrm{Hz}$の対称三相交流電源に，抵抗とインダクタンスからなる三相平衡負荷を接続した交流回路がある。 (b) 図2のように，静電容量$C\,[\mathrm{F}]$のコンデンサを$\Delta$結線して，その端子a', b'及びc'をそれぞれ図1の端子a, b及びcに接続した。その結果，三相交流電源から見た負荷の力率は1になったという。静電容量$C$の値$[\mathrm{F}]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題16(a)】 図のブリッジ回路を用いて，未知抵抗$R_x$を測定したい。抵抗$R_1=3\,\mathrm{k}\Omega$，$R_2=2\,\mathrm{k}\Omega$，$R_4=3\,\mathrm{k}\Omega$とし，$R_3=6\,\mathrm{k}\Omega$の滑り抵抗器の接触子Cをちょうど中央に調整したとき（$R_{ac}=R_{bc}=3\,\mathrm{k}\Omega$）ブリッジが平衡したという。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，直流電圧源は$6\,\mathrm{V}$とし，電流計の内部抵抗は無視できるものとする。 (a) 未知抵抗$R_x$の値$[\mathrm{k}\Omega]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題16(b)】 図のブリッジ回路を用いて，未知抵抗$R_x$を測定したい。抵抗$R_1=3\,\mathrm{k}\Omega$，$R_2=2\,\mathrm{k}\Omega$，$R_4=3\,\mathrm{k}\Omega$とし，$R_3=6\,\mathrm{k}\Omega$の滑り抵抗器の接触子Cをちょうど中央に調整したとき（$R_{ac}=R_{bc}=3\,\mathrm{k}\Omega$）ブリッジが平衡したという。ただし，直流電圧源は$6\,\mathrm{V}$とし，電流計の内部抵抗は無視できるものとする。 (b) 平衡時の電流計の指示値$[\mathrm{mA}]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題17(a)】 （選択問題）図のように，十分大きい平らな金属板で覆われた床と平板電極とで作られる空気コンデンサが二つ並列接続されている。二つの電極は床と平行であり，それらの面積は左側が$A_1=10^{-3}\,\mathrm{m^2}$，右側が$A_2=10^{-2}\,\mathrm{m^2}$である。床と各電極の間隔は左側が$d=10^{-3}\,\mathrm{m}$で固定，右側が$x\,[\mathrm{m}]$で可変，直流電源電圧は$V_0=1000\,\mathrm{V}$である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，空気の誘電率を$\varepsilon=8.85\times10^{-12}\,\mathrm{F/m}$とし，静電容量を考える際にコンデンサの端効果は無視できるものとする。 (a) まず，右側の$x\,[\mathrm{m}]$を$d\,[\mathrm{m}]$と設定し，スイッチSを一旦閉じてから開いた。このとき，二枚の電極に蓄えられる合計電荷$Q$の値$[\mathrm{C}]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題17(b)】 （選択問題）図のように，十分大きい平らな金属板で覆われた床と平板電極とで作られる空気コンデンサが二つ並列接続されている。二つの電極は床と平行であり，それらの面積は左側が$A_1=10^{-3}\,\mathrm{m^2}$，右側が$A_2=10^{-2}\,\mathrm{m^2}$である。床と各電極の間隔は左側が$d=10^{-3}\,\mathrm{m}$で固定，右側が$x\,[\mathrm{m}]$で可変，直流電源電圧は$V_0=1000\,\mathrm{V}$である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，空気の誘電率を$\varepsilon=8.85\times10^{-12}\,\mathrm{F/m}$とし，静電容量を考える際にコンデンサの端効果は無視できるものとする。 (b) 上記(a)の操作の後，徐々に$x$を増していったところ，$x=3.0\times10^{-3}\,\mathrm{m}$のときに左側の電極と床との間に火花放電が生じた。左側のコンデンサの空隙の絶縁破壊電圧$V$の値$[\mathrm{V}]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題18(a)】 （選択問題）演算増幅器（オペアンプ）について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) 演算増幅器の特徴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。

【B問題18(b)】 （選択問題）図1及び図2のような直流増幅回路がある。それぞれの出力電圧$V_{o1}$，$V_{o2}$の値$[\mathrm{V}]$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，演算増幅器は理想的なものとし，$V_{i1}=0.6\,\mathrm{V}$及び$V_{i2}=0.45\,\mathrm{V}$は直流の入力電圧である。

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。

汽力発電において，熱効率の向上を図る方法として，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，汽力発電所における蒸気タービンの分類に関する記述である。 衝動タービンは，高温・高圧の蒸気が羽根に衝突するときに生ずる衝動力によってランナを回転させるもので，タービンのノズルを通る間に蒸気の圧力が(ア)し，高速度となってノズルから噴出する。この噴出した蒸気を前面の羽根に衝突させることにより，ランナを回転させる。羽根を通過する蒸気の通路の断面積が一様であり，羽根の出入口の蒸気の圧力は(イ)。衝動タービンは蒸気の圧力が(ウ)のものに適する。 反動タービンは，衝動力と蒸気が回転羽根を離れるときの反動力を利用するもので，固定羽根で膨張させた蒸気を羽根に衝突させてランナを回転させるとともに，ランナの内部で蒸気を(エ)させ，排気するときの反動力を利用してランナを回転させる。反動タービンは，蒸気の圧力が(オ)のものに適する。 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。

原子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，地熱発電及びバイオマス発電に関する記述である。 地熱発電は，地下から取り出した(ア)によってタービンを回して発電する方式であり，発電に適した地熱資源は(イ)に多く存在する。 バイオマス発電は，植物や動物が生成・排出する(ウ)から得られる燃料を利用する発電方式である。燃料の代表的なものには，木くずから作られる固形化燃料や，家畜の糞から作られる(エ)がある。 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。

次の文章は，調相設備に関する記述である。 一般に電力系統では，受電端電圧を一定に保つため，調相設備を負荷と(ア)に接続して無効電力の調整を行っている。 電力用コンデンサは力率を(イ)ために用いられ，分路リアクトルは力率を(ウ)ために用いられる。 同期調相機は，その(エ)を加減することによって，進み又は遅れの無効電力を連続的に調整することができる。 静止形無効電力補償装置は，(オ)でリアクトルに流れる電流を調整することにより，無効電力を高速に制御することができる。 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，計器用変成器に関する記述である。 計器用変成器において，変流器の二次端子は，常に(ア)負荷を接続しておかねばならない。特に，一次電流（負荷電流）が流れている状態では，絶対に二次回路を(イ)してはならない。これを誤ると，二次側に大きな(ウ)が発生し(エ)が過大となり，変流器を損傷する恐れがある。また，一次端子のある変流器は，その端子を被測定線路に(オ)に接続する。 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。

送配電線路や変電所におけるがいしの塩害とその対策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，我が国の高低圧配電系統における保護について述べた文章である。 $6.6\,\mathrm{kV}$高圧配電線路は，$60\,\mathrm{kV}$以上の送電線路や送電用変圧器に比べ，電線路や変圧器の絶縁が容易であるため，故障時に健全相の電圧上昇が大きくなっても特に問題にならない。また，$1$線地絡電流を(ア)するため(イ)方式が採用されている。 一般に，多回線配電線路では地絡保護に地絡方向継電器が用いられる。これは，故障時に故障線路と健全線路における地絡電流が(ウ)となることを利用し，故障回線を選択するためである。 低圧配電線路で短絡故障が生じた際の保護装置として(エ)が挙げられるが，これは，通常，柱上変圧器の(オ)側に取り付けられる。 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。

電圧$6.6\,\mathrm{kV}$，周波数$60\,\mathrm{Hz}$，こう長$2\,\mathrm{km}$の交流三相$3$線式地中電線路がある。ケーブルの心線$1$線当たりの静電容量を$0.5\,\mathrm{\mu F/km}$とするとき，このケーブルの心線$3$線を充電するために必要な三相無負荷充電容量の値$[\mathrm{kV \cdot A}]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

高圧受電設備を構成する機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。

三相$3$線式交流送電線があり，電線$1$線当たりの抵抗が$R\,[\Omega]$，受電端の線間電圧が$V_r\,[\mathrm{V}]$である。今，受電端から力率$\cos\theta$の負荷に三相電力$P\,[\mathrm{W}]$を供給しているものとする。 この送電線での$3$線の電力損失を$P_L$とすると，電力損失率$P_L/P$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，線路のインダクタンス，静電容量及びコンダクタンスは無視できるものとする。

図のように高低差のない支持点A, Bで支持されている径間$S$が$100\,\mathrm{m}$の架空電線路において，導体の温度が$30\,\mathrm{^\circ C}$のとき，たるみ$D$は$2\,\mathrm{m}$であった。導体の温度が$60\,\mathrm{^\circ C}$になったとき，たるみ$D$の値$[\mathrm{m}]$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，電線の線膨張係数は$1\,\mathrm{^\circ C}$につき$1.5\times10^{-5}$とし，張力による電線の伸びは無視するものとする。

送電線路及び配電線路で導電材料として利用される銅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。

【B問題15(a)】 重油専焼火力発電所が出力$1\,000\,\mathrm{MW}$で運転しており，発電端効率が$41\,\%$，重油発熱量が$44\,000\,\mathrm{kJ/kg}$であるとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，重油の化学成分（重量比）は炭素$85\,\%$，水素$15\,\%$，炭素の原子量は$12$，酸素の原子量は$16$とする。 (a) 重油消費量の値$[\mathrm{t/h}]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題15(b)】 重油専焼火力発電所が出力$1\,000\,\mathrm{MW}$で運転しており，発電端効率が$41\,\%$，重油発熱量が$44\,000\,\mathrm{kJ/kg}$であるとき，次の(b)の問に答えよ。ただし，重油の化学成分（重量比）は炭素$85\,\%$，水素$15\,\%$，炭素の原子量は$12$，酸素の原子量は$16$とする。 (b) $1$日に発生する二酸化炭素の重量の値$[\mathrm{t}]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題16(a)】 図1のようなT形回路（$1$相分）があり，抵抗$r=20\,\Omega$，リアクタンス$x=80\,\Omega$，アドミタンス$Y=0.000\,7\,\mathrm{S}$である。$V_{r1}=150\,\mathrm{kV}$，$I_r=400\,\mathrm{A}$，負荷の力率（遅れ）$\cos\theta_r=\sqrt{3}/2$のとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) $V_c\,[\mathrm{kV}]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題16(b)】 図1のようなT形回路（$1$相分）があり，抵抗$r=20\,\Omega$，リアクタンス$x=80\,\Omega$，アドミタンス$Y=0.000\,7\,\mathrm{S}$である。$V_{r1}=150\,\mathrm{kV}$，$I_r=400\,\mathrm{A}$，負荷の力率（遅れ）$\cos\theta_r=\sqrt{3}/2$のとき，次の(b)の問に答えよ。 (b) $V_{s1}\,[\mathrm{kV}]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題17(a)】 （選択問題）送電線のフェランチ現象に関する問である。三相$3$線式$1$回線送電線の一相が図の$\pi$形等価回路で表され，送電線路のインピーダンス$jX=j200\,\Omega$，アドミタンス$jB=j0.800\,\mathrm{mS}$とし，送電端の線間電圧が$66.0\,\mathrm{kV}$であり，受電端が無負荷のとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) 受電端の線間電圧の値$[\mathrm{kV}]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題17(b)】 （選択問題）送電線のフェランチ現象に関する問である。三相$3$線式$1$回線送電線の一相が図の$\pi$形等価回路で表され，送電線路のインピーダンス$jX=j200\,\Omega$，アドミタンス$jB=j0.800\,\mathrm{mS}$とし，送電端の線間電圧が$66.0\,\mathrm{kV}$であり，受電端が無負荷のとき，次の(b)の問に答えよ。 (b) $1$線当たりの送電端電流の値$[\mathrm{A}]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

長さ$l\,[\mathrm{m}]$の導体を磁束密度$B\,[\mathrm{T}]$の磁束の方向と直角に置き，速度$v\,[\mathrm{m/s}]$で導体及び磁束に直角な方向に移動すると，導体にはフレミングの(ア)の法則により，$e=$(イ)$[\mathrm{V}]$の誘導起電力が発生する。 1極当たりの磁束が$\varPhi\,[\mathrm{Wb}]$，磁極数が$p$，電機子総導体数が$Z$，巻線の並列回路数が$a$，電機子の直径が$D\,[\mathrm{m}]$なる直流機が回転速度$n\,[\mathrm{min^{-1}}]$で回転しているとき，周辺速度は$v=\pi Dn/60\,[\mathrm{m/s}]$となり，直流機の正負のブラシ間には(ウ)本の導体が(エ)に接続されるので，電機子の誘導起電力$E$は，$E=$(オ)$[\mathrm{V}]$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。

界磁磁束を一定に保った直流電動機が，電機子電圧$24\,\mathrm{V}$，電機子電流$3.0\,\mathrm{A}$で一定速で駆動されている。このときの直流電動機の回転数は$1\,500\,\mathrm{min^{-1}}$，出力トルクは$0.4\,\mathrm{N\cdot m}$であった。この直流電動機の電機子巻線の抵抗値$[\Omega]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 ただし，ブラシによる電圧降下，及び電機子反作用は無視できるものとし，考慮すべき損失は電機子巻線の銅損のみとする。

巻線形誘導電動機のトルク-回転速度曲線は，電源電圧及び(ア)が一定のとき，発生するトルクと回転速度との関係を表したものである。 この曲線は，ある滑りの値でトルクが最大となる特性を示す。このトルクを最大トルク又は(イ)トルクと呼んでいる。この最大トルクは(ウ)回路の抵抗には無関係である。 巻線形誘導電動機のトルクは(ウ)回路の抵抗と滑りの比に関係するので，(ウ)回路の抵抗が$k$倍になると，前と同じトルクが前の滑りの$k$倍の点で起こる。このような現象は(エ)と呼ばれ，巻線形誘導電動機の始動特性の改善及び速度制御に広く用いられている。 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。

電源に接続された三相誘導電動機が駆動されている。電源の線間電圧$V_n$は$400\,\mathrm{V}$，電源から供給される線電流$I_l$は$25.8\,\mathrm{A}$，力率は$0.8$である。この場合の滑り$s$が$4\,\%$であり，鉄損$P_i$及び一次銅損$P_{c1}$の値は，共に，二次銅損$P_{c2}$の値の$1/2$である。この場合の二次銅損$P_{c2}$の値$[\mathrm{W}]$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，その他の損失は無視できるものとする。

次の文章は，三相同期発電機に関する記述である。 三相同期発電機は，水車を原動機とする水車発電機や，蒸気タービンを原動機とするタービン発電機などに用いられている。水車発電機では，水車の回転速度が比較的(ア)ため，発電機の極数を(イ)しなければならない。また，水車発電機の回転子は，軸方向に比べて直径が(ウ)なっている。 タービン発電機の回転子は，水車発電機に比べて回転速度が(エ)ので，回転子の機械的強度の関係から，回転子の直径は軸方向の長さに比べて(オ)した設計になっている。 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。

定格出力$11\,000\,\mathrm{kV\cdot A}$，定格電圧$6\,600\,\mathrm{V}$の三相同期発電機がある。三相短絡電流$750\,\mathrm{A}$を流すのに必要な界磁電流が$54\,\mathrm{A}$である場合，この発電機の定格電流に等しい三相短絡電流を流すのに必要な界磁電流$[\mathrm{A}]$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，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)は小さくなるが，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。

次の文章は，単相単巻変圧器に関する記述である。 巻線の一部が一次と二次との回路に共通になっている変圧器を単巻変圧器という。巻線の共通部分を(ア)，共通でない部分を(イ)という。 単巻変圧器では，(ア)の端子を一次側に接続し，(イ)の端子を二次側に接続して使用すると通常の変圧器と同じように動作する。単巻変圧器の(ウ)は，二次端子電圧と二次電流との積である。 単巻変圧器は，巻線の一部が共通であるため，漏れ磁束が(エ)，電圧変動率が(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。

定格容量$100\,\mathrm{kV\cdot A}$，定格一次電圧$6.3\,\mathrm{kV}$で特性の等しい単相変圧器が2台あり，各変圧器の定格負荷時の負荷損は$1\,600\,\mathrm{W}$である。この変圧器2台をV-V結線し，一次電圧$6.3\,\mathrm{kV}$にて$90\,\mathrm{kW}$の三相平衡負荷をかけたとき，2台の変圧器の負荷損の合計値$[\mathrm{W}]$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，負荷の力率は1とする。

図に示す太陽光発電用パワーコンディショナ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。

図に示すように，電動機が減速機と組み合わされて負荷を駆動している。このときの電動機の回転速度$n_m$が$1\,200\,\mathrm{min^{-1}}$，トルク$T_m$が$100\,\mathrm{N\cdot m}$であった。減速機の減速比が$6$，効率が$0.96$のとき，負荷の回転速度$n_L\,[\mathrm{min^{-1}}]$，軸トルク$T_L\,[\mathrm{N\cdot m}]$及び軸入力$P_L\,[\mathrm{kW}]$の値として，最も近いものを組み合わせたのは次のうちどれか。

面積$25\,\mathrm{m^2}$，厚さ$10\,\mathrm{cm}$，熱伝導率$0.4\,\mathrm{W/(m\cdot K)}$の壁がある。この壁の内外面の温度差が$4\,\mathrm{K}$に保たれているとき，熱伝導によってこの壁を伝わる熱流$[\mathrm{W}]$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，プロセス制御に関する記述である。 プロセス制御にはPID制御が非常によく用いられている。その中で積分動作は主として(ア)特性の改善に，微分動作は(イ)特性の改善に有効であり，また，(ウ)動作は両方の特性を，ともにある程度改善することができる。これらの動作をディジタル処理を介して行う方法が最近よく用いられている。 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。

図の論理回路に，図に示す入力$A$, $B$及び$C$を加えたとき，出力$X$として正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題15(a)】 定格電圧$6\,600\,\mathrm{V}$，定格出力$8\,\mathrm{MV\cdot A}$の三相同期発電機がある。この三相同期発電機において，界磁電流が$200\,\mathrm{A}$における無負荷端子電圧は$6\,600\,\mathrm{V}$であり，この界磁電流での三相短絡電流は$800\,\mathrm{A}$であった。この三相同期発電機について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。なお，この三相同期発電機の突極性は無視し，電機子巻線抵抗及び鉄損と機械損は十分小さく，計算上は無視できるものとする。 (a) この三相同期発電機における一相分の同期インピーダンス$[\Omega]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題15(b)】 定格電圧$6\,600\,\mathrm{V}$，定格出力$8\,\mathrm{MV\cdot A}$の三相同期発電機がある。 (b) この三相同期発電機を端子電圧$6\,600\,\mathrm{V}$，力率$1.0$で運転したところ，負荷角は$30^\circ$であった。このときの発電機の出力$[\mathrm{MW}]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題16(a)】 図1に示す降圧チョッパの回路は，電圧$E$の直流電源，スイッチングするパワー半導体デバイス$S$，ダイオード$D$，リアクトル$L$，及び抵抗$R$の負荷から構成されている。また，図2には，図1の回路に示すダイオード$D$の電圧$v_D$と負荷の電流$i_R$の波形を示す。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) 降圧チョッパの回路動作に関し，図3～図5に，実線で示した回路に流れる電流のループと方向を示した三つの電流経路を考える。図2の時刻$t_1$及び時刻$t_2$において，それぞれどの電流経路となるか。正しい組合せを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題16(b)】 電圧$E$が$100\,\mathrm{V}$，降圧チョッパの通流率が$50\,\%$，負荷抵抗$R$が$2\,\Omega$とする。パワー半導体デバイス$S$は周期$T$の高周波でスイッチングし，リアクトル$L$の平滑作用により，図2に示す電流$i_R$のリプル成分は十分小さいとする。電流$i_R$の平均値$I_R\,[\mathrm{A}]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題17(a)】 （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$3\,000\,\mathrm{lm}$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$2\,\mathrm{m}$であり，点光源の直下の点Aと点Bとの距離は$1.5\,\mathrm{m}$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$[\mathrm{cd}]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題17(b)】 （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。全光束は$3\,000\,\mathrm{lm}$，水平面から点光源までの高さは$2\,\mathrm{m}$，点光源の直下の点Aと点Bとの距離は$1.5\,\mathrm{m}$である。 (b) 水平面B点における水平面照度の値$[\mathrm{lx}]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題18(a)】 （選択問題）次の論理回路について，(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) 図1に示す論理回路の真理値表として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題18(b)】 （選択問題）図1に示す論理回路を2組用いて図2に示すように接続して構成したとき，$A$, $B$及び$C$の入力に対する出力$S_2$及び$T_2$の記述として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

「電気事業法」に基づく，一般用電気工作物に該当するものは次のうちどれか。 なお，(1)～(5)の電気工作物は，その受電のための電線路以外の電線路により，その構内以外の場所にある電気工作物と電気的に接続されていないものとする。

「電気工事士法」においては，電気工事の作業内容に応じて必要な資格を定めているが，作業者の資格とその電気工事の作業に関する記述として，不適切なものは次のうちどれか。

次の文章は，「電気設備技術基準」に関する記述である。 電路は，大地から(ア)しなければならない。ただし，構造上やむを得ない場合であって通常予見される使用形態を考慮し危険のおそれがない場合，又は(イ)による高電圧の侵入等の異常が発生した際の危険を回避するための(ウ)その他の保安上必要な措置を講ずる場合は，この限りでない。 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。

公称電圧$6\,600\,\mathrm{V}$の三相3線式中性点非接地方式の架空配電線路（電線はケーブル以外を使用）があり，そのこう長は$20\,\mathrm{km}$である。この配電線路に接続される柱上変圧器の低圧電路側に施設されるB種接地工事の接地抵抗値$[\Omega]$の上限として，「電気設備技術基準の解釈」に基づき，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。 ただし，高圧電路と低圧電路の混触により低圧電路の対地電圧が$150\,\mathrm{V}$を超えた場合に，1秒以内に自動的に高圧電路を遮断する装置を施設しているものとする。

次の文章は，「電気設備技術基準」における，電気機械器具等からの電磁誘導作用による影響の防止に関する記述の一部である。 変電所又は開閉所は，通常の使用状態において，当該施設からの電磁誘導作用により(ア)の(イ)に影響を及ぼすおそれがないよう，当該施設の付近において，(ア)によって占められる空間に相当する空間の(ウ)の平均値が，商用周波数において(エ)以下になるように施設しなければならない。 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，「電気設備技術基準の解釈」に基づく地中電線と他の地中電線等との接近又は交差に関する記述である。 高圧地中電線と特別高圧地中電線とが接近又は交差する場合において，次に該当する場合，地中電線相互の離隔距離を$0\,\mathrm{m}$以上で施設することができるとされているが，その条件として不適切なものを次の(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」における再閉路時の事故防止に関する記述である。 高圧又は特別高圧の電力系統に分散型電源を連系する場合（スポットネットワーク受電方式で連系する場合を除く。）は，再閉路時の事故防止のために，分散型電源を連系する変電所の引出口に(ア)を施設すること。ただし，次のいずれかに該当する場合は，この限りでない。 a）逆潮流がない場合であって，電力系統との連系に係る保護リレー，計器用変流器，計器用変圧器，遮断器及び制御用電源配線が，相互予備となるように2系列化されているとき。ただし，次のいずれかにより簡素化を図ることができる。 ① 2系列の保護リレーのうちの1系列は，(イ)（2相に設置するものに限る。）のみとすることができる。 ② 計器用変流器は，(イ)を計器用変流器の末端に配置する場合，1系列目と2系列目を兼用できる。 ③ 計器用変圧器は，不足電圧リレーを計器用変圧器の末端に配置する場合，1系列目と2系列目を兼用できる。 b）高圧の電力系統に分散型電源を連系する場合であって，次のいずれかに適合するとき ① 分散型電源を連系している配電用変電所の遮断器が発する遮断信号を，電力保安通信線又は電気通信事業者の専用回線で伝送し，分散型電源を解列することのできる転送遮断装置及び能動的方式の(ウ)を設置し，かつ，それぞれが別の遮断器により連系を遮断できること。 ② 2方式以上の(ウ)（能動的方式を1方式以上含むもの。）を設置し，かつ，それぞれが別の遮断器により連系を遮断できること。 ③ 能動的方式の(ウ)及び整定値が分散型電源の運転中における配電線の最低負荷より小さい(エ)を設置し，かつ，それぞれが別の遮断器により連系を遮断できること。 ④ 分散型電源設置者が専用線で連系する場合であって，連系している系統の自動再閉路を実施しないとき 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」に基づく移動電線の施設に関する記述である。 a）移動電線を電気機械器具と接続する場合は，接続不良による感電又は(ア)のおそれがないように施設しなければならない。 b）高圧の移動電線に電気を供給する電路には，(イ)が生じた場合に，当該高圧の移動電線を保護できるよう，(イ)遮断器を施設しなければならない。 c）高圧の移動電線と電気機械器具とは(ウ)その他の方法により堅ろうに接続すること。 d）特別高圧の移動電線は，充電部分に人が触れた場合に人に危険を及ぼすおそれがない電気集じん応用装置に附属するものを(エ)に施設する場合を除き，施設しないこと。 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」における電動機の過負荷保護装置の施設に関する記述である。 屋内に施設する電動機には，電動機が焼損するおそれがある過電流を生じた場合に(ア)これを阻止し，又はこれを警報する装置を設けること。ただし，次のいずれかに該当する場合はこの限りでない。 a）電動機を運転中，常時，(イ)が監視できる位置に施設する場合 b）電動機の構造上又は負荷の性質上，その電動機の巻線に当該電動機を焼損する過電流を生じるおそれがない場合 c）電動機が単相のものであって，その電源側電路に施設する(ウ)遮断器の定格電流が$15\,\mathrm{A}$（(エ)遮断器にあっては，$20\,\mathrm{A}$）以下の場合 d）電動機の出力が(オ)$\mathrm{kW}$以下の場合 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，計器用変成器の変流器に関する記述である。その記述内容として誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題11(a)】 最大使用水量$15\,\mathrm{m^3/s}$，有効落差$20\,\mathrm{m}$の流込式水力発電所がある。この発電所が利用している河川の流量$Q$が図のような年間流況曲線（日数$d$が100日以上の部分は，$Q=-0.05d+25\,[\mathrm{m^3/s}]$で表される。）であるとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，水車及び発電機の効率はそれぞれ$90\,\%$及び$95\,\%$で，流量によって変化しないものとする。 (a) この発電所で年間に溢水が発生する日数の合計として，最も近いのは次のうちどれか。ただし，溢水とは河川流量を発電に利用しないで無効に放流することをいう。

【B問題11(b)】 最大使用水量$15\,\mathrm{m^3/s}$，有効落差$20\,\mathrm{m}$の流込式水力発電所がある。この発電所が利用している河川の流量$Q$が図のような年間流況曲線（日数$d$が100日以上の部分は，$Q=-0.05d+25\,[\mathrm{m^3/s}]$で表される。）であるとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，水車及び発電機の効率はそれぞれ$90\,\%$及び$95\,\%$で，流量によって変化しないものとする。 (b) この発電所の年間可能発電電力量$[\mathrm{GW{\cdot}h}]$の値として，最も近いのは次のうちどれか。

【B問題12(a)】 図は三相3線式高圧電路に変圧器で結合された変圧器低圧側回路を示したものである。低圧側電路の一端子にはB種接地工事が施されている。この電路の一相当たりの対地静電容量を$C$とし接地抵抗を$R_B$とする。 低圧側電路の線間電圧$200\,\mathrm{V}$，周波数$50\,\mathrm{Hz}$，対地静電容量$C$は$0.1\,\mathrm{\mu F}$として，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，(ア)変圧器の高圧電路の1線地絡電流は$5\,\mathrm{A}$とする。 (イ)高圧側電路と低圧側電路との混触時に低圧電路の対地電圧が$150\,\mathrm{V}$を超えた場合は$1.3$秒で自動的に高圧電路を遮断する装置が設けられているものとする。 (a) 変圧器に施された，接地抵抗$R_B$の抵抗値について「電気設備技術基準の解釈」で許容されている上限の抵抗値$[\Omega]$として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

【B問題12(b)】 図は三相3線式高圧電路に変圧器で結合された変圧器低圧側回路を示したものである。低圧側電路の一端子にはB種接地工事が施されている。低圧側電路の線間電圧$200\,\mathrm{V}$，周波数$50\,\mathrm{Hz}$，対地静電容量$C$は$0.1\,\mathrm{\mu F}$である。 (b) 接地抵抗$R_B$の抵抗値を$10\,\Omega$としたときに，$R_B$に常時流れる電流$I_B$の値$[\mathrm{mA}]$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，記載以外のインピーダンスは無視するものとする。

【B問題13(a)】 受電電圧$6\,\mathrm{kV}$，契約電力$500\,\mathrm{kW}$の自家用電気工作物の受電設備がある。「電気設備の技術基準の解釈」に基づき，周波数$50\,\mathrm{Hz}$の交流電源を使用して受電設備の高圧電路の絶縁耐力試験を行うとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，高圧電路の最大使用電圧は$6\,900\,\mathrm{V}$とし，3線一括した高圧電路と大地との間の静電容量は$0.2\,\mathrm{\mu F}$とする。 (a) 絶縁耐力試験における対地充電電流$[\mathrm{A}]$の値として，最も近いのは次のうちどれか。

【B問題13(b)】 受電電圧$6\,\mathrm{kV}$，契約電力$500\,\mathrm{kW}$の自家用電気工作物の受電設備がある。高圧電路の最大使用電圧は$6\,900\,\mathrm{V}$，3線一括した高圧電路と大地との間の静電容量は$0.2\,\mathrm{\mu F}$とする。 (b) この試験に使用する試験装置に必要な容量$[\mathrm{kV{\cdot}A}]$の値として，最も近いのは次のうちどれか。