2009年9月30日水曜日

1アマ国試(H21.08無線工学A-1~A-3)

8月に受けた試験答えとコメントなど.

A- 1
次の記述は、電流及び磁界の間に働く力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、同じ記号の     内には、同じ字句が入るものとする。

磁界中に置かれた導体に電流を流すと、導体に A が働く。このとき、磁界の方向、電流の方向及び A の方向の関係は、 B の法則で表される。
A    B
1 起電力  フレミングの右手
2 起電力  フレミングの左手
3 電磁力  フレミングの左手
4 電磁力  フレミングの右手

これは,「暗記問題」といえるが,電気物理を知るものにとっては,基礎中の基礎.
モーターは「電磁力,左手」,発電機が「起電力,右手」である.
(答) 3

A- 2
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60〔mH〕及びコイルB の自己インダクタンスが15〔mH〕であるとき、端子ab間の合成インダクタンスの値として、正しいものを下の番号から選べ。ただし、直列に接続されてい るコイルA 及びコイルB の間の結合係数を0.6とする。
1 39〔mH〕
2 48〔mH〕
3 56〔mH〕
4 64〔mH〕
5 72〔mH〕
コイル

公式どおり,
=75-1.2\times\sqrt{900}=75-1.2\times30=75-36=39
2つのコイルは直列だから足し算で,結合はキャンセル巻き(巻き方が逆で打ち消しあう)だから,結合インダクタンスは「引き算」
(答) 1

A- 3
図に示す回路の合成インピーダンスの大きさの値として、正しいものを下の番号から選べ。ただし、抵抗R は40〔Ω〕、コンデンサC のリアクタンスは20〔Ω〕及びコイルL のリアクタンスは40〔Ω〕とする。
1 5〔Ω〕
2 10〔Ω〕
3 15〔Ω〕
4 20〔Ω〕
5 35〔Ω〕
インピーダンス

リアクタンスを計算の中に入れるとき,コイルは,リアクタンスが40〔Ω〕なら虚数単位を j として j40,コンデンサはリアクタンスが20〔Ω〕なら -j20 とする.
(電気では i は交流電流の意味だから,虚数単位を j で表し,さらにその係数を後ろに書く習慣)
まず,抵抗とコイルが並列回路なので,
=\frac{1}{\frac{1}{40}+\frac{j}{j^2 40}}=\frac{1}{\frac{1}{40}+\frac{j}{-40}}=\frac{1}{\frac{1}{40}-\frac{j}{40}}
分母分子を40倍して,
=\frac{40}{1-j}
分母分子に 1+j をかけて,分母を有理化する.
=\frac{40(1+j)}{1-j^2}=\frac{40(1+j)}{1-(-1)}=\frac{40(1+j)}{2}=20(1+j)
これに,コンデンサ(-j20)が直列につながっているので,そのまま足し算する.
20(1+j)+(-j20)=20+j20-j20=20
答えは 20〔Ω〕
(答) 4

「虚数」をはじめて習うと「現実に存在するの?」という気持ちになるが,交流の電気回路(電磁気学)は虚数で表され,虚数がないと記述できない.
くろべえ: 存在とは
虚数で表される抵抗成分(リアクタンス)は,エネルギーを消費しない.
くろべえ: 虚数の存在

それにしても,冒頭に
「(参考)試験問題の図中の抵抗などは、旧図記号を用いて表記しています。」
とある通り,10年前までの記号(ギザギザ)である.今は,
抵抗記号
こんなで,学校の教科書やセンター試験はこれになっているが,自分も慣れていない(四角の中に何か字を書きたくなる).無線の国家試験がこれになるのはいつかな.
抵抗記号

つづく

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法規 A-1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 B-1 2 3 4 5

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