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H27年12月 1アマ試験無線工学(HZ712)の計算問題の解き方(正答の求め方)

H27年12月期 1アマ試験工学(HZ712)の計算問題の解き方(正答の求め方)
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                   1アマ試験の目次は ⇒ こちら    総目次は ⇒ こちら                

     このページには次の計算問題の正答の求め方をまとめて掲載してあります
       ・HZ712 A-1: 2つのコイルの合成インダクタンスを算出する
       ・HZ712 A-2: 正電荷と負電荷による電界の強さが零になる位置を算出する
       ・HZ712 A-3: RとLR回路の電流を算出する
       ・HZ712 A-5: 直流回路の電流比から抵抗を算出する
       ・HZ712 A-8: FETの電圧増幅度を算出する
       ・HZ712 A-20: 八木アンテナの相対利得を算出する
       ・HZ712 A-21: アンテナの放射電力からアンテナ電流を算出する 

                                       合格の勉強方法は ⇒ こちら


【H27年12月 HZ712A-1】

H2712A1.jpg
  この問題は過去に繰り返し出題されています。
  今回のものはH24年4月のものの巻き線方向を変更したものです。
  過去の出題と解き方は ⇒こちら です。 せっかくですから,解いてみましょうか。
 H2712A1a1.jpg

  以上の解き方はコイル設計に手馴れた方でしょう。基本に沿って解いてみましょう。
H2712A1a2.jpg

【H27年12月 HZ712A-2】

H2712A2.jpg
 2つの点電荷の問題はこれまでも繰り返し出題されています。過去問と解き方は ⇒ こちら です。
 今回の出題は正電荷と負電荷による電界が零となる位置を求めるので,
 過去の解き方へ数値の代入型では暗礁に乗り上げるかもしれませんね。
 電荷について基本から復習しましょう。

 正の点電荷からはあらゆる方向へ電気力線が出ています(下図左)。
 負の点電荷は,その逆の方向です(下図右)。
          H2712A2a1.jpg
 上のように書くのが一般的ですが,ここでは出題に合わせて,
 点電荷ABを結ぶ直線上の電気力線のみを考えます。
H2712A2a2.jpg
 出題では,プラス電荷Aがマイナス電荷Bより大きいので,
H2712A2a31.jpg

【H27年12月 HZ712A-3】

H2712A3.jpg
 この問題も繰り返し出題されています。過去の出題と解き方は こちら にもどってください。
 せっかくですから12月期の出題を手順通りに解いてみましょう。
                    (奥の手?:手抜き手法?で正答をみつけるは,手順通りの後に・・・)
 【正しい手順での算出】
H2712A3a1.jpg
                          こちら へもどって読んでください。
H2712A3a2.jpg
                         こちら へもどって読んでください。
H2712A3a3.jpg
 【ミスを防ぐ基本】
   ⇒ コイルがあると電流が遅れるので, j の項はプラスとなる。
   ⇒ コンデンサがあると電流が進むので, j の項はマイナスとなる。
              (このポイントの通りの計算結果とならない時は計算ミスです)


【 ★ 奥の手?手抜き?】 試験時間が少なくて手順通り計算できない時に正答をさがす・・・
(1) コイルの電流によってR1電流が影響を受けるので,R2の電流に遅れ(+j )分が生じます・・・
   即ち, j の項は+j になるので j 項がマイナスの解答番号2と5は正答ではないとなります。

(2) コイルが無ければ,10Ωと10Ωなので,R2の電圧は50V,R2電流は50V÷10Ω=5Aなので・・・
  「実数部 8 」の解答番号4は正答でなさそうと判るでしょう。
                    H2712A3番外1

(3) コイルがあるので,R1を通してコイルにも電流が流れます。その分もR1を流れるので
   R1による電圧降下分が増えます。その結果,R2の電圧は50Vより下がります。
                    H2712A3番外2
   R2の電流は(50V-低下分)÷10Ωですから,R2の電流の実数部は5未満になるでしょう・・・
  ・・・以上から,実数部が5の回答番号5 [5+j4 ]ではなさそう・・・・ 
 
  これらから正答は残りの回答番号1 [4+j2 ]ではないか となるのでは?

  こんな手抜きで正答番号をみつけることができるのは,用意された解答の値が離れているからです。
  仮に,用意された解答が 4+j2 の他,4+j3 ,4+j4,3+j2,3+j3 だったら, 以上の手抜き手法だけで
  正答をみつけるのは難しいですね~。(でも,次のポイントを知っていたら大丈夫かも・・・)

【もう1つのポイント】・・・これは出題数値によって成立することですが・・・
  R1, R2, Lの値が同じ場合はR2の電流の j 部の数値が実数部の半分になる。
   (実数部が4ならj2,実数部が8ならj4 となる)
  これさえ覚えていれば,
   ・コイルを含むから j 項はプラス,(コンデンサの時はマイナス)
   ・実数部の数値はコイル(コンデンサ)が無い場合の電流値より小さい, 
   ・ j 部の数値は実数部の半分・・・(例:実数部が4なら j 項は2 ⇒ 4+j 2 ),
  この3条件で探せば正答が見つかるのでは?  

      独り言:奥の手?を使って合格では1アマ免許証が泣きます。
           奥の手で合格したら「新たな奥の手」を編み出せるレベルをめざして勉強しましょう。 




【H27年12月 HZ712A-5】

H2712A5.jpg
  この問題は繰り返し出題されたものの倍率を変えて出題されたものです。
 過去の出題とこき方は  ⇒ こちら を参照ください。
 せっかくですから,今回の出題も解いてみましょう。
 H2712A5a2.jpg


【H27年12月 HZ712A-8】

H2712A8.jpg
この問題も過去に出題されたものの数値を変更したものです。
過去の出題と解き方 ⇒ こちら 【HZ2504 A-7】【HZ2504 A-7】を参考にしてください。

                         電圧増幅度が [解答番号2」 増幅度36 になりましたか?       


【H27年12月 HZ712A-20】

H2712A20.jpg
この問題も過去問の数値を少し変更して出題されたものです。
過去の出題と解き方は⇒こちら「八木アンテナの相対利得の計算」を参考にすれば簡単です。
                           
                             算出結果が[解答番号4] 7dbとなりましたか?

【H27年12月 HZ712A-20】

H2712A21.jpg
この問題は数値を少し変更して繰り返し出題されています。
過去の出題と解き方は ⇒こちら「アンテナ電流,放射抵抗,放射効率の計算問題の解き方」を参考にすれば簡単です。

                            算出結果が[解答番号2] 2Aとなりましたか?


12月期の出題において時間がかかりそうな問題の解説をしながら書きました。
手抜きでなく,正しい手順で勉強しましょう。実際の設計では手抜きは役立ちません。


コイルやコンデンサの電流の j とは何か? j の二乗は-1になる話は ⇒ こちら 
                   
総目次へもどるは ⇒ こちら
  1. 2015/12/11(金) 15:57:56|
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