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R4年4月 1アマ試験(HZ404)工学問題 解き方

令和4年4月 1アマ試験(HZ404)工学問題 解き方

   1アマ 過去問(計算問題)の解き方の目次は ⇒ こちら    総目次は ⇒ こちら
   このページは 2022年4月の1アマ試験に出題された工学A問題と解き方です。   
   過去問の解き方は「1アマ試験工学_計算問題の解き方_目次」 ⇒こちらを開いてください。 


A-1.平行平板コンデンサーの知識を問う出題
HZ401A1.jpg
 平行平板コンデンサーの基礎知識を問う出題です(2アマレベルの出題です)。
 容量は「面積と誘電率に比例し,電極間の距離に反比例する」の知識があれば簡単です。
 この問題はH29年8月 HZ908 の問題の値を変更して出題されたものです。
      H29年8月の解き方は⇒こちら
 過去問と解き方は上記の目次ページ⇒こちら へ戻り,目次番号12の
 「....12.平行板電極間の静電容量の算出問題の正答を見つける」を参照ください。

 比誘電率が4倍,電極間距離が1/2ですから答えは400[pF]  

                               正答は3ですね。
 

 

A-2.直線導線に流れる直流電流よって生ずる磁界の強さを表す式の問題
HZ401A2.jpg
 この問題は H30年4月 HZ004 A-2に出題されているものと同じです。
 解き方は「1アマ試験の目次 ⇒こちらへ戻って、
H30年4月 HZ004 A-2を開いて 参考にして下さい。

                               正答は1ですね。




A-3.立方体の回路の合成抵抗値を求める問題
HZ404A3.jpg
無線工学の計算問題と言うよりパズルのような問題です。
解いてみましょう。
 下図の aから①点へ流入する電流を1[A]とします。
      (2[A]でも3「A]でもかまいません)
 ①点で赤矢印の3方向へ分岐するので,①から②方向への電流は(1/3)[A]となり,
 ①と②間の電圧降下は電流×抵抗=(1/3)[A]×R=(1/3)R [v] ----- (1)

 ②方向へ流れた電流は②点で青矢印の方向へ2分岐します。
 ②点から③方向への電流は(1/3)[A]の半分の(1/6)[A]となり, ②と③間の電圧降下は
 電流×抵抗=(1/6)[A]×R=(1/6)R [v] ----- (2)

 ③点で2方向からの電流(1/6)[A]が合流して(1/6)[A]+(1/6)[A]=(1/3)[A]が④へ
 流れるので ③と④間の電圧降下は電流×抵抗=(1/3)[A]×R=(1/3)R [v] --- (3)

     HZ404A3b3.jpg

以上から降下電圧の合計値は
 (1)電圧+(2)電圧+(3)電圧 = (1/3)R[v]+(1/6)R[v]+(1/3)R[v] = (5/6)R [v] ---(4)

出題のa端子とb端子の合成抵抗は オームの法則(I=電圧/抵抗)より 
 抵抗=降下電圧の合計値(4)÷電流
 (5/6)R [v]÷1[A]=(5/6)R =5R/6 [Ω]
                             正答は番号3ですね。




A-4.R.L.C直列共振回路の基礎知識を問う問題
HZ404A4.jpg
計算問題ではなく,直列共振回路の基礎知識を問うものです。
この問題も過去の問い方を少し変えただけのものです。 
  ・LC直列回路が共振している時はLとCのリアクタンス分が打ち消すので
   LC直列両端のインピーダンスはゼロとなる=電圧はゼロとなる。
  ・Lの両端の電圧はLのリアクタンスに比例し,抵抗Rに反比例する。
  ・回路のQは抵抗Rが小さいいほど大きくなる(抵抗Rに反比例する)。
これらの基礎知識が習得できていれば簡単です。
             
                       正答は番号5ですね



A-5.交流ブリッジが平衡状態の時の交流電源の周波数を表す式を求める問題
HZ404A5.jpg
この問題はR1年8月 HZ108 A4の出題と同じです。
解き方は 1アマ試験の目次⇒こちらへ戻って、
「52.【追加】R1年08月 1アマ試験無線工学(HZ108)の計算問題 正答を見つける」
を開いてください。

                              正答は番号3ですね。




A-6.ダイオードを直列にした時の特性を問う出題
HZ404A6.jpg

出題の図2より,ダイオード単体のVD=0.5v、 
VD 0.5vからVD1.0v間の電圧差0.5vの電流ID=0.25A、
オームの法則より
ダイオード順方向抵抗R=電圧差÷電流=0.5v÷0.25A=2Ω
ダイオード2個直列時の端子ab間の電圧Vは1v、
ダイオード2個直列時の抵抗値は2Ω×2=4Ω
以上より,
2個直列時は電圧1vから電流が流れ始め,
その点から電圧が1v増加すると,1v÷4Ω=0.25Aとなる。

                           正答は番号4ですね




A-7.トランジスタの静特性とhパラメータの知識を問う出題
 計算問題ではなく知識を問う出題なので解説はパスします。
 R2年12月に出題されたものと同じです(解答番号の並びを変えて出題ているだけ)。
  1アマ試験の目次⇒こちらへ戻って、
 「55.【追加】R2年12月 1アマ試験無線工学(HZ212)の計算問題 正答を見つける」
を開いてみてください。
                      正答は番号4です




A-8. 電界効果トランジスタ(FET)の増幅回路の増幅度を求める出題
HZ404A8.jpg
この問題は2アマレベルです。
H27年4月の2アマに出題されている問題を形を変えて出題されたものです。
(R3年4月(HZ304)A-9でも数値を変えて出題されています)
解き方は「2アマ試験工学_計算問題の解き方_目次」 ⇒ こちらへもどって
「....19.FET増幅回路の増幅度を計算する問題の解き方」を開いてください。

                              正答は番号2





A-9. 演算増幅器の増幅度,入力電圧と出力電圧の位相差,の知識を問う出題

    この問題は H26年8月、H28年12月、H30年4月、R2年9月と
    度々出題されています。
    「1アマ試験_無線工学 過去問の解き方_TKA目次」ページ
    http://take103.blog.fc2.com/blog-entry-71.html
    へもどって
    「22.オペアンプの電圧利得の計算」を開いてください。

                            正答は 番号2ですね。



A-10  論理回路の真理値表として正しいものを選ぶ出題

     この出題は計算問題でないので解説は省略します。

                   正答は番号1



A.11 2波3次相互変調積の周波数を求める
HZ404A11.jpg
  2波3次相互変調積の問題は1アマでは初めての出題ではないか?と思います。
  【2波3次相互変調積とは】
  受信機の高周波増幅や中間周波増幅の非直線特性で高周波歪が発生します。
  f1とf2の周波数の信号を非直線特性の増幅器に加えた時に発生する信号のうち
  2f 1-f 2 と 2f 2-f 1の周波数に発生するものを2波3次相互変調積と言います。
       HZ404A11c.jpg
  2波3次相互変調積の信号 2f 1-f 2 と 2f 2-f 1 は入力信号 f 1 と f 2
  に近い周波数の信号なので受信機のフイルターで取り除くことが難しく,
  影響を及ぼすことがあります。

  周波数 f 1=438.52 [MHz] , f 2=439.36 [MHz]を代入して計算すると
    2f 1-f 2=(2×438.52)-439.36 = 437.68 「MHz」
    2f 2-f 1=(2×439.36)-438.52 = 440.20 [MHz]
  となるので,解答番号の中の437.68 「MHz」となります。

                      正答は番号3

  ポイント
     2波3次相互変調積の周波数が 2f 1-f 2 と 2f 2-f 1 の式で表せるまでの
     解析は難しいため, 試験では 2f 1-f 2 と 2f 2-f 1の2つの式を
     覚えておくことで良いでしょう。
  




A-12. DSB通信方式と比較したSSB通信方式の特徴

   この出題は計算問題でないので解説は省略します。
   (SSBは選択性フェーディングの影響も少ないです=5番が誤り)

                   正答は番号5



A-13. PCM方式について知識を問う出題

    この出題はPCM方式の基礎知識を問うものなので解説は省略します。

                       正答は番号4



A.14 FM受信機の感度抑制効果についての知識を問う出題

    この出題は計算問題ではないので解説は省略します。
                       正答は5



A-15. AM受信機に用いられる二乗検波についての知識を問う出題

    この出題は計算問題ではないので解説は省略します。
                       正答は4



A-16. リチュウムイオン電池について知識を問う出題

    この出題は計算問題ではないので解説は省略します。
         (セル1個の電圧は2.7~4.2vです)
                       正答は1


A-17. ブリッジ整流回路の各ダイオードに印加される逆方向電圧の最大値を求める出題
     
     この出題は2アマレベルです。
     R3年4月の2アマ試験 IZ304 A-17を変更した問題です。
     解き方は「2アマ試験工学_計算問題の解き方_目次」⇒ こちら
      へもどり,「....51.【追加】R3年4月 2アマ試験(工学) (IZ304) 問題と
      過去問と解き方」を開いてください。
                             正答は1



A-18. スイッチング電源回路について知識を問う出題

    この出題は計算問題ではないので解説は省略します。
                       正答は2



A-19. 1/4波長垂直接地アンテナの放射電力と放射効率を求める
HZ404A19.jpg

   HZ404A19a.jpg
                            正答は番号2




A-20. アンテナの絶対利得と相対利得について知識を問う出題

    この出題は計算問題ではないので解説は省略します。
                       正答は4



A-21. U形バランについて知識を問う出題

    この出題は計算問題ではないので解説は省略します。
                       正答は2


A-22. 周波数帯ごとの電波の伝搬について知識を問う出題

    この出題は計算問題ではないので解説は省略します。
                       正答は5



A-23. 電波の強度に対する安全基準を満たす判定のための電波の強度を算出する出題
HZ404A23_1.jpgHZ404A23_2b.jpg
 この出題は大きな送信電力を許容される1級2級アマチュア無線従事者として
 送信電波が安全基準の範囲内にあるかを算出できるかを問う出題です。
 これまでは計算式を知っているかを問う問題でしたが,今回は,実際の送信電力
 などから電波の強度が安全基準値を満足しているか具体的に算出する問題です。
 解いてみましょう。
  HZ404A23_1a1.jpg
  HZ404A23_1a2.jpg
                        正答は番号4

 参考:電波の強度が安全値を満足しているかを算出する方法については,
    総務省のページ 「電波防護のための基準への適合確認の手引き」に
    具体的に解説されています。次の手順で開いてみてください。
    総務省電波利用ホームページhttps://www.tele.soumu.go.jp/ >
    >電波環境> 電波の安全性に関する取り組み> 電波の安全基準
    及び制度> 電波防護のための基準の制度化 と開いたページの
    「1.電波の強度に対する安全施設」の中の「電波防護のための基準
    への適合確認の手引き」を開きます(次のURL)。
    https://www.tele.soumu.go.jp/resource/j/material/dwn/guidance.pdf
    手引きの20ページに下図の「アマチュア無線14MHzの算出例」が
    記載されています。
 下図はクリックで拡大します。
      HZ404A23_2c.jpg

                              


A-24. 減衰器を通過さた電力計の値からもとの送信電力の値を求める
HZ404A24.jpg
この問題は過去から出題されているものを少し変えて出題されたものです。
デシベルと真数の関係は1アマ目次ページへもどって,
「....20.送信電力増幅器の出力電力(デシベル計算をやさしく覚えるコツ」を
開いてください。
真数2⇔3dB,4⇔6dB,5⇔7dB,8⇔9dBと4つを覚えておくと計算が素早くできます。
dBの計算が足し算の時,真数の計算は掛け算となります。
では解いてみましょう。
   HZ404A24a.jpg
                   正答は番号1



A-25. ベクトルネットワークアナライザの基本的な機能の知識を問う出題

    この出題は計算問題ではないので解説は省略します。
    回路網の入力信号と反射信号の分離に用いるのは
    パワースプリッタでなく方向性結合器(カップラ)です。
                     正答は5


【あとがき】
この令和4年4月(HZ404)は A-3, A-11, A-23, A-25 等の新たな出題で
難しく感じた方も多かったと思います。
A-3は問題のための問題のような感じがしますが,A-11, A-23, A-25は
安全性や新技術を問う出題であると思います。
(高出力が許可される1アマでは安全性は大切なことです)



1アマ 過去問(計算問題)の解き方の目次は ⇒ こちら    総目次は ⇒ こちら
  1. 2022/04/15(金) 15:13:22|
  2.  1アマ_無線工学のコツ
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:6
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コメント

1アマ合格のお礼

4月の国試にて1アマ合格いたしました。工学110点、法規 150点でした。こちらのサイトで詳しく丁寧な解説があったので、何とか学びを継続することができました。本当にありがとうございました。心よりお礼申し上げます。
  1. 2022/04/27(水) 14:29:09 |
  2. URL |
  3. ゆうき #TNKBfXyg
  4. [ 編集 ]

Re: 1アマ合格のお礼

ゆうき さん
合格おめでとうございます。
4月の試験の工学問題のA-3は1アマでは初めての出題だったと思います。
電検試験などの過去問題からのものと思います。
おめでとうございました。
管理人
  1. 2022/04/27(水) 19:05:20 |
  2. URL |
  3. 管理人 #-
  4. [ 編集 ]

合格お礼

4月の国試、2回目のチャレンジで何とか合格することが出来ました。工学は120点でした。実は前回(12月)は104点と合格点に1点足らず、このHPを参考に勉強し直しました。たいへん分かりやすい解説で、かゆいところに手が届くような感じでした。あらためてお礼申し上げます。
  1. 2022/04/28(木) 10:12:31 |
  2. URL |
  3. どら #-
  4. [ 編集 ]

Re: 合格お礼

どら さん
合格おめでとうございます。
この4月の問題A-3は試験のために作られたようなものでしたね~。
このような中での合格 おめでとうございました。
管理人より
  1. 2022/04/29(金) 07:27:07 |
  2. URL |
  3. 管理人 #-
  4. [ 編集 ]

ありがとうございました

3年前の2アマでもお世話になりました。

先日行われた1アマの試験に合格することが出来ました。

わかりやすい解説で本当に助かりました。

ありがとうございました。
  1. 2022/04/29(金) 20:42:40 |
  2. URL |
  3. tomo #-
  4. [ 編集 ]

Re: ありがとうございました

tomoさん
合格おめでとうございました。
この4月の試験には過去にない問題が出題され少しとまどったかもですね。
でもその他の問題を確実に解くことができるように勉強なさったのでしょう。
出題者側も100点合格者が沢山でないように新しい問題を探しているのかもですね。
合格おめでとうございました。
管理人より
  1. 2022/04/30(土) 17:44:26 |
  2. URL |
  3. 管理人 #-
  4. [ 編集 ]

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