○社会人等技術（電気）専門試験問題 問１

○社会人等技術（電気）専門試験問題

問１ 図１‐１及び図１‐２のような、抵抗 Ｒ 、2 Ｒ 、電圧源 Ｅ を接続した直流回路について、以下の問いに答えなさい。

（途中の過程も記述すること。）

（１）図１‐１におけるＡ‐Ｂ間の電流 Ｉ

を

及び Ｅ の式で表しなさい。

（２）図１‐１におけるＣ‐Ｃ’間の電圧 Ｖ

を Ｅ の式で表しなさい。

（３）図１‐２におけるＥ‐Ｅ’間の電圧 Ｖ

を Ｅ の式で表しなさい。

図１‐１ 図１‐２

Ｅ

Ｒ

Ｖ

Ｒ

2 Ｒ Ｒ Ｉ

Ａ

Ａ’

Ｂ

Ｂ’

Ｃ

Ｃ’

Ｅ

Ｒ

Ｖ

Ｒ

2 Ｒ

Ｒ

2 Ｒ

Ｒ

2 Ｒ Ｒ

Ａ

Ａ’

Ｂ

Ｂ’

Ｃ

Ｃ’

Ｄ

Ｄ’

Ｅ

Ｅ’

qd mv

2

qd mv

2 qd

mv

qd mv 2

0

qd mv



qd mv

 qd

mv

qd mv

2

2 0

問２ 電荷

（

＞0）をもつ荷電粒子（質量 ｍ ）のｘｙ平面上の運動を考える。以下の問いに答えなさい。

ただし、粒子の大きさは無視でき、重力の影響は無視できるものとする。

（１）ｙ軸方向に一様な電界（電界の強さ

）がかかっているとする。原点Ｏ（0，0，0）に置かれた荷電粒子にｘ軸方向の 大きさ ｖ

の初速度を与えたところ、荷電粒子は運動を開始し、点Ｐ（ ｄ ， ｄ ，0） （ ｄ ＞0）を通過した。このとき、一様 な電界の強さ

を表す式として最も適切なものを解答群１から選び、記号で答えなさい。また、この荷電粒子の運動す る軌道を図示したものとして最も適切なものを解答群２から選び、記号で答えなさい。

（２）ｚ軸と逆方向に一様な磁界（磁束密度の大きさ

）がかかっているとする。原点Ｏ（0，0，0）に置かれた荷電粒子に ｘ軸方向の大きさ ｖ

の初速度を与えたところ、荷電粒子は運動を開始し、点Ｐ（ ｄ ， ｄ ，0） （ ｄ ＞0）を通過した。この とき、一様な磁束密度の大きさ

を表す式として最も適切なものを解答群１から選び、記号で答えなさい。また、この 荷電粒子の運動する軌道を図示したものとして最も適切なものを解答群２から選び、記号で答えなさい。

ア． イ． ウ． エ．

オ． カ． キ． ク．

ケ． コ． サ．

シ． ス． セ．

ｘ ｙ

Ｏ

Ｐ

ｙ

Ｏ

Ｐ

ｘ ｘ

ｙ

Ｏ

Ｐ

ｘ ｙ

Ｏ

Ｐ

ｘ ｙ

Ｏ

Ｐ

ｘ ｙ

Ｏ

Ｐ 解答群１

解答群２

問３ 以下の各問いに答えなさい。

（１）電子メールの送信に関する次の事例のうち、個人情報保護の観点から不適切なものを選び、記号で答えなさい。

ア． 商品の質問メールへの回答で、その内容を知ってもらいたい複数の顧客のメールアドレスを CC 欄に設定した。

イ． 通信販売の購入額上位５人の顧客に対して１通ずつメールを作成し、順位に合わせた商品の案内を通知した。

ウ． 同窓生全員に配布済みの同窓会名簿に記載された全員のメールアドレスを宛先に設定して、同窓会の案内メール を送信した。

エ． 特別企画展を実施することになり、 特定の会員のメールアドレスを BCC 欄に設定して出展依頼のメールを送信した。

（２）次の 16 進数を 10 進数に変換しなさい（途中の過程も記述すること。 ） 。

（１ＡＦ８）

（３）2 台の処理装置からなるシステムがある。両方の処理装置が正常に稼働しないとシステムは稼働しない。処理装置の稼 働率がいずれも 0.80 であるときのシステムの稼働率を求めなさい。なお、2 台の処理装置の故障に因果関係はないものと する（途中の過程も記述すること。 ） 。

（４）表３‐１の出現確率を有する４種類の記号Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓで構成された情報源がある。この情報源を符号化してビット 列にする方法として表３‐２のア～エの４通りを考えた。この表３‐２は記号Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓの各１文字を符号化すると きのビット列を表している。符号化されたビット列から元の情報源が一意に復号可能であって、ビット列の長さが最も短 くなるものを選び、ア～エの記号で答えなさい。

問４ 次の説明文は、図４‐１のような理想オペアンプを用いた回路について、入力電圧 Ｖ

が 5.0〔Ｖ〕 、入力電圧 Ｖ

が 4.0〔Ｖ〕のときの出力電圧 Ｖ

〔Ｖ〕を導出する過程を示している。 （ １ ）から（ ６ ）に入る適切な 数値または語句を解答群から選び、記号で答えなさい。なお、同じ記号を２回以上使用してもよい。

表３‐１ 表３‐２

記号 Ｐ Ｑ Ｒ Ｓ

出現確率 1/2 1/4 1/8 1/8

Ｐ Ｑ Ｒ Ｓ ア 0 1 00 11 イ 0 01 10 11 ウ 0 10 110 111 エ 00 01 10 11

図４‐１ Ｒ

6.0 kΩ

Ｖ

Ｒ

2.0 kΩ Ｒ

6.0 kΩ

－

＋

Ｒ

2.0 kΩ Ｖ

5.0 V Ｖ

4.0 V

Ｉ

＞

Ｖ

Ｖ

理想オペアンプの入力端子には電流は流れ込まないので、電圧 Ｖ

は（ １ ） 〔Ｖ〕となる。また、イマジナリシ ョートの条件から、電圧 Ｖ

は（ ２ ） 〔Ｖ〕となる。このことから、電流 Ｉ

は、（ ３ ） 〔ｍＡ〕となる。

この電流 Ｉ

はすべて抵抗 Ｒ

に流れ込むので、抵抗 Ｒ

の電圧降下は（ ４ ）〔Ｖ〕である。電圧 Ｖ

は （ ２ ） 〔Ｖ〕であるので、出力電圧 Ｖ

は（ ５ ）〔Ｖ〕と求められる。

入力電圧 Ｖ

、 Ｖ

及び出力電圧 Ｖ

の関係から、この回路は（ ６ ）回路と呼ばれる。

ア． ０．２０ イ． ０．４０ ウ． ０．５０ エ． １．０

オ． １．５ カ． ２．０ キ． ３．０ ク． ４．０

ケ． －０．２０ コ． －０．４０ サ． －０．５０ シ． －１．０

ス． －１．５ セ． －２．０ ソ． －３．０ タ． －４．０

チ． 加算 ツ． 減算 テ． 微分 ト． 積分

解答群

問５ 図５‐１は未知のインピーダンス Ｚ 〔Ω〕を測定するための交流ブリッジである。電源の電圧を Ｅ 〔Ｖ〕 、角周波数を ω 〔rad／ｓ〕とする。ただし、 ω 、静電容量 Ｃ

〔Ｆ〕 、抵抗 Ｒ

〔Ω〕 、 Ｒ

〔Ω〕、 Ｒ

〔Ω〕は 0 ではないものとする。

以下の問いに答えなさい。

（１）交流検出器Ｄによる検出電圧が 0 となる平衡条件を表す式を、 Ｚ 、 Ｒ

、 Ｒ

、 Ｒ

、 ω 及び Ｃ

を用いて表しなさい。

（２） Ｚ ＝ Ｒ ＋ｊ Ｘ としたとき、

（ア） Ｒ を Ｒ

、 Ｒ

及び Ｒ

を用いた式で表しなさい。

（イ） Ｘ を Ｒ

、 Ｒ

、 ω 及び Ｃ

を用いた式で表しなさい。

（ウ）この交流ブリッジで測定できる Ｒ 〔Ω〕と Ｘ 〔Ω〕の満たす条件として、最も適切なものを解答群から選び、

記号で答えなさい。

ア． Ｒ ≧0、 Ｘ ≦0 イ． Ｒ ＞0、 Ｘ ＜0 ウ． Ｒ ＝0、 Ｘ ＞0 エ． Ｒ ＞0、 Ｘ ＞0 オ． Ｒ ＝0、 Ｘ ≦0 カ． Ｒ ＝0、 Ｘ ＝0

図５‐１

Ｃ

ω Ｒ

Ｒ

Ｒ

Ｚ

Ｅ

解答群

問６ 次の説明文の（ １ ）及び（ ２ ）に当てはまる数値を計算し、その結果を答えなさい（途中の過程も記 述すること。 ） 。

図６‐１はある施設の電力の日負荷曲線を示したものである。この施設において、最大需要電力の生じる 13 時から 17 時 における電力の一部を、電力負荷の少ない 22 時から翌日８時に移行することで、電力の負荷率を改善することができる。

負荷移行前の電力の負荷率（※）は（ １ ） 〔％〕であるが、負荷率を 60％まで改善するためには、図６‐１のよ うに 13 時から 17 時において、各時間均等に４時間の合計で（ ２ ） 〔ｋＷ・ｈ〕の電力量を 22 時から翌日８時の間 に移行すればよいことになる。ただし、負荷移行の前後で総消費電力量は変わらないものとする。

（※）負荷率〔％〕

負荷率 ＝ ――――――――――― ×100

図６‐１

0 6 12 18 24

200 400 600

120

8 13 17 22

負荷移行 負荷移行

改善前の電力 改善後の電力 移行分の負荷　

時刻〔時〕

負荷〔ｋＷ〕

420

ある期間の平均電力

最大需要電力

問７ 次の（１）～（５）の説明文から２つ選び、選択番号を記入のうえ、選択した番号の説明文の（ ア ）～（ オ ） の中に入る適切な語句を答えなさい。

（１）変圧器の規約効率の算定に用いられる全損失は、 （ ア ）損と誘電体損などの和で表される無負荷損、及び （ イ ）損と漂遊負荷損の和である負荷損で構成される。

無負荷損の大部分を占める（ ア ）損は、（ ウ ）損と（ エ ）損に分けられる。 （ ウ ） 損は、鉄心の磁化（ ウ ）現象により生じる損失で、交番磁界のもとでは、 （ オ ）の１乗と、最大磁束 密度の 1.6～２乗に比例するものとして表すことができる。また、 （ エ ）損は、鉄心中で磁束の変化に起因して

発生する抵抗損である。

（２）フィードバック制御において、目標値と制御量の差である偏差に（ ア ）して操作量を変化させる制御動作を （ ア ）動作という。この動作の場合、制御動作が働いて偏差が小さくなると、操作量も小さくなるため、制御 量を目標値に完全に一致させることができず、（ イ ）が生じる欠点がある。

一方、偏差の（ ウ ）値に応じて操作量を変化させる制御動作を（ ウ ）動作という。この動作は偏差 の起こり始めに大きな操作量を与える動作をするので、偏差を早く減衰させる効果があるが、制御の（ エ ）に よっては偏差を増幅し不安定になることがある。

また、偏差の（ オ ）値に応じて操作量を変化させる制御動作を（ オ ）動作という。この動作は偏差 が 0 になるまで制御動作が行われるので、 （ イ ）を無くすことができる。

（３）リチウムイオン電池は充放電が可能な（ ア ）電池であり、軽くて（ イ ）密度が高いことから携帯電 話、パソコンなどに広く用いられている。この電池の（ ウ ）電圧は、一般におよそ 3.7〔Ｖ〕である。電解液 には、 （ エ ）電解質が用いられ、イオン伝導性を向上させるためにリチウム塩を添加している。この電池の充 放電反応は、正極と負極の間のリチウムイオンの移動によって行われるが、このとき、電解液中のリチウムイオンの （ オ ）は変化しないので、ロッキングチェア形と呼ばれる。

（４）一般に市販されている電子レンジには、主に数ＧＨｚの電磁波である（ ア ）波が使われている。この電磁波 が電子レンジの加熱室に入れた被加熱物に照射されると、被加熱物は主に電磁波の（ イ ）磁界によって被加熱 物自体に生じる（ ウ ）損によって被加熱物自体が発熱し、加熱される。被加熱物が効率よく発熱するためには、

被加熱物は（ エ ）などの有極性分子を含む必要がある。また、一般に、 （ ウ ）損は電磁波の （ オ ）に比例し、被加熱物への電磁波の浸透深さは電磁波の（ オ ）が高いほど小さい。

（５） （ ア ）とは、 「身代金」と「ソフトウェア」を組み合わせた造語で、感染するとパソコン内に保存しているフ ァイルやデータを勝手に（ イ ）化などを行って、正常にデータにアクセスできないようにし、元に戻すための 代金を利用者に要求するコンピュータウイルスの一種である。

（ ア ）への対策としては、定期的に（ ウ ）を取得する、ＯＳ及びソフトウェアを常に最新の状態

に保つ、 （ エ ）ソフトを導入し定義ファイルを常に最新の状態に保つ、メールの添付ファイルや本文中の

（ オ ）に注意することなどが有効である。