直流電動機の回転速度は、ほぼ電機子電圧に反比例する。

図は，出力信号y を入力信号x に一致させるように動作するフィードバック制御系のブロック線図である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 〔小問（a）〕 図において，K = 2，T = 0.5として，入力信号からフィードバック信号までの一巡伝達関数(開ループ伝達関数)を表す式を計算し，正しいものを次の(1)～(5)から一つ選べ。

保護リレーは、事故発生後に手動で起動する装置である。

スポットネットワーク方式及び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)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。

電動機の効率は、出力電力を入力電力で割った値で、IE（International Efficiency）規格で分類される。

【選択問題】問17及び問18は選択問題であり，どちらか一方を選んで解答する（本サイトでは学習用に両方を収録しています）。 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15 000 lm である。この点光源二つ(A 及びB)を屋外で図のように配置した。地面から点光源までの高さはいずれも4 m であり，A とB との距離は6 m である。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，考える空間には，A 及びB 以外に光源はなく，地面や周囲などからの反射光の影響もないものとする。 〔小問（a）〕 図において，点光源A のみを点灯した。A の直下の地面A′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。

太陽光発電は、太陽電池のpn接合部分で光起電力効果を利用して発電する。

熱の伝わり方について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 〔小問（a）〕 (ア) は，熱媒体を必要とせず，真空中でも熱を伝達する。高温側で温度T₂[K]の面S₂[m²]と，低温側で温度T₁[K]の面S₁[m²]が向かい合う場合の熱流Φ[W]は，S₂F₂₁σ( (イ) )で与えられる。 ただし，F₂₁は， (ウ) である。また，σ[W/(m²·K⁴)]は， (エ) 定数である。 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。

図のように，z軸の正の向きに磁束密度B=1.0×10⁻³ Tの平等磁界が存在する真空の空間において，電気量e=−4.0×10⁻⁶ 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1.0×10⁻⁸ N，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。 選択肢は「速さv ／ 向き」の順に示す。

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。入力電圧V̇_iに対し，抵抗RとインダクタンスLを直列に通したあと，キャパシタンスCの両端から出力電圧V̇_oを取り出す。次の問に答えよ。 〔小問（a）〕 図において，入力電圧V̇_iに対する出力電圧V̇_oの伝達関数G(jω)（=V̇_o/V̇_i）を求め，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

直流電圧1 000 Vの電源で充電された静電容量8 μFの平行板コンデンサがある。コンデンサを電源から外した後に電荷を保持したままコンデンサの電極間距離を元の距離の2倍にしたとき，静電容量[μF]と静電エネルギー[J]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。 選択肢は「静電容量[μF] ／ 静電エネルギー[J]」の順に示す。

石炭火力発電所が1 日を通して定格出力600 MW で運転されるとき，燃料として使用される石炭消費量が150 t/h，石炭発熱量が34 300 kJ/kg で一定の場合，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし，石炭の化学成分は重量比で炭素が70 ％，水素が5 ％，残りの灰分等は燃焼に影響しないものと仮定し，原子量は炭素12，酸素16，水素1 とする。燃焼反応は次のとおりである。 　C＋O₂ → CO₂ 　2H₂＋O₂ → 2H₂O 〔小問（b）〕 1 日に発生する二酸化炭素の重量の値[t]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

PID制御は、比例・積分・微分の3つの動作を組み合わせた制御方式である。

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)を作る。(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。 選択肢は「(ア) ／ (イ) ／ (ウ) ／ (エ) ／ (オ)」の順に示す。

コージェネレーションは、発電と同時に発生する排熱を有効利用するシステムで、総合効率が高い。

直流発電機は、整流子なしで直接直流を発電する仕組みである。

回転界磁形同期電動機が停止している状態で，固定子巻線に対称三相交流電圧を印加すると回転磁界が生じる。しかし，励磁された回転子磁極が受けるトルクは，同じ大きさで向きが交互に変わるので，その平均トルクは零になり電動機は起動しない。これを改善するために，回転子の磁極面に (ア) を施す。これは， (イ) と同じ起動原理を利用したもので，誘導トルクによって電動機を起動させる。 起動時には，回転磁束によって誘導される高電圧によって絶縁が破壊するおそれがあるので， (ウ) を抵抗で短絡して起動する。回転子の回転速度が同期速度に近づくと，この短絡を切り放し (エ) で励磁すると，回転子は同期速度に引き込まれる。 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，透磁率 μ₀[H/m]の真空中に，無限に長い直線状導体 A と 1 辺 a[m]の正方形のループ状導体 B が距離 d[m]を隔てて置かれている。A と B は xz 平面上にあり，A は z 軸と平行，B の各辺は x 軸又は z 軸と平行である。A，B には直流電流 I_A[A]，I_B[A]が，それぞれ図示する方向に流れている。このとき，B に加わる電磁力として，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。

図1 は，単相インバータで誘導性負荷に給電する基本回路を示す。負荷電流 i_o と直流電流 i_d は図示する矢印の向きを正の方向として，次の(a)及び(b)の問に答えよ。 〔小問（a）〕 出力交流電圧の1 周期に各パワートランジスタが1 回オンオフする運転において，図2 に示すように，パワートランジスタ S₁～S₄ のオンオフ信号波形に対して，負荷電流 i_o の正しい波形が(ア)～(ウ)，直流電流 i_d の正しい波形が(エ)，(オ)のいずれかに示されている。その正しい波形の組合せを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

有効落差90 m，最大使用水量が渇水量(1 年のうち355 日は確保できる水量)の2 倍，水車及び発電機の総合効率80 ％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[ m³/s]が図のような年間流量曲線(日数 d が90 日以上の部分は，Q=−0.05 d+25.5 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，水の密度を1 000 kg/m³，重力加速度を9.8 m/s² とする。 〔小問（a）〕 この発電所の年間可能発電電力量の値[GW·h]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。