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第1級陸上無線技術士、第1種伝送交換主任技術者、第1種アナログ工事担任のTOITAが航空無線を目指す、皆様のお手伝いをします。



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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第21期受験直前講座 (27)電気力線とフレミングの法則

         第21期受験直前講座
     (27)電気力線及びフレミングの法則

今回は、「電気力線」と「フレミングの法則」についての
演習問題を出題いたします。

「電気力線」って何だっけ?電気の力が線状になっている
のか?などと思う人は、いないと思いますが、演習問題の
前に復習をしておきましょう。そして、フレミングの法則
についても復習をしてから演習問題に致します。

1-1.電気力線とは?
  1)電気力線は、電界の様子を表す仮想の線です。
  2)電気力線の密度界の強さを表します。

         図-1

   図-1は、電荷から電気力線が出ている様子を示
   しています。
       A とA'は、同じ単一面積ですが、緑の電荷から
   離れる程、単一面積を通過する電気力線の数 (
        密度) が少なく(低く)なっています。
    つまり、 電荷から離れる程、電界が弱くなりま
        す。 



   3)電気力線の接線方向電界の向きを表します。
    電界とは、電気の力が働く空間の事ですが、 電
        界それぞれの場所における ”強さ”、”向き”、を
    表すものが電気力線です。

  その性質を幾つか列挙しておきます。
1-2.電気力線性質
  1)”+”の電荷から出て”-”の電荷に入る。 
  2)電気力線は、”+”の電荷の表面から垂直に出る
    。 
  3)電気力線は、無限遠に向かう事もある。

         図-2


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1.勉強時間が取れない方
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2.理系の勉強をされた事が無い方
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   当塾は、文系の方専門の講座です。 


3.独学に不安がある方
   長年、無線従事者受験指導を専門にしてきました、
   私が無駄なく実力を付けるお手伝い致します。 

4.近くに受講出来る講座が無い方
  何時でも、何処でも何度でも、1日、何度でも勉
  強することが出来ます。

5.最新問題に対応
  受験参考書では、対応出来ない、新規の問題に対
  応した説明を読む事が出来ます。 

6.予備知識暗記不要 
  予備知識”0”からの出発。理解出来るので暗記する
  事なく、長期記憶となります。 

7.受験勉強がいやな方
  分かり易ければ、楽しく続けられます。
  毎日、少しづつの時間がさければ、楽に、実力が
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 当塾の特徴


1.合格に特化したカリキュラム
  当塾では、出題数の多い項目からお話をしています
  。
  無線工学では、”空中線と電波伝搬”。
  電波法規では、”無線局の運用”です。
   出題数の多い項目から理解する事で、合格に必要な
  得点を得やすくなります。
2.参考書に書かれていない事の説明がある
  当塾は、文系の方の為の講座です。
  参考書には、 書かれていない 文系の方が知りたい
  事からお話をしています。
3.質問者が納得できる回答
  質問される方、それぞれに、 個別のお答えをしてい
  ます。
  納得できるまで、何度でも質問して下さい
4.実力が感じられる
  出題数の多い項目から勉強しますので、勉強が進む
  につれて合格の手応えを感じます。
  当塾の受講生は、1 回または、2 回の受験で免許を
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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第21期受験直前講座 (26)クーロンの法則と電界の解答

           第18期受験直前講座
     (26)クーロンの法則と電界の解答



今回は、前回出題致しました演習問題の解答を行います


[演習問題の41]
次の記述は、クーロンの法則について述べたものです。
(   ) の内に入れるべき字句を下の語群から選んで答え
て下さい。

(1) 二つの点電荷の間に働く力の大きさは、それぞれの
     点電荷の大きさの ( ア ) に比例し それらの間の
     距離の ( イ ) に反比例し、 その方向は、両点電
     荷を結ぶ直線上にある。
(2)この法則において、二つが異種の場合は、( ウ )
    方向に力が働き、同種の場合は、( エ ) 方向に働
    く。

 (積)      (和)  (商)   (差)
 (3乗)        (2乗)    (1乗)
 (反発する)          (吸引する) 



[解答]
(ア)   クーロンの法則の式を見て頂きますと、分子でそ
        れぞれの電荷の電気量を掛けていますので、答え
        は、”積”
(イ)  式の中には、 分母に距離の2乗が出てきますので、
       答え、”2乗”
     この問題文は、 球の表面積の求め方を知らない中
       学生向けですので、皆様は、球の表面積に反比例
       すると覚えて下さい。


 


(ウ) 異種の電荷ですので答えは、”吸引する”
(エ) 同種の電荷ですので答えは、”反発する”

[演習問題の42]

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第21期受験直前講座 (26)クーロンの法則と電界

        第21期受験直前講座
     (26)クーロンの法則と電界          



今回は、クーロンの法則電界に関する演習問題を
出題いたします。普通にクーロンの法則と言います
と「静電気に関するクーロンの法則」を指しますが
、もう一つ「磁気に関するクーロンの法則」があり
ます。
電荷を磁極に、 誘電率を透磁率に それぞれ入れ替
えますと「磁気に関するクーロンの法則」になりま
す。
考え方は、どちらも同じですので、受験直前講座で
は、「静電気に関するクーロンの法則」を扱います

もし、2月期の試験で「磁気に関するクーロンの法
則」や「磁界」についての問題が出題されても  考
え方が同じ である事を知っていれば 慌てずに済む
事と思います。

それでは、「静電気に関するクーロンの法則」と「
電界」について少し、復習をした後、演習問題を出
題いたします。

1.「静電気に関するクーロンの法則」の復習

 上の図をご覧下さい。誘電率がεの媒質の中にQ
 と Q2 の電荷が有ったとします。
 誘電体は、木や空気や その他電気を通さない物質
 であれば何でもかまいません。肝心なのは、 任意
 の物質の中に2つの電荷が r [m] の距離で向き合
 っていると言う事 です。

 電荷が単独で存在する時は、何も起こりませんが、
 電荷が複数個ありますとお互いの間に力:F[N]が
 働きます。



方向  電荷が”+”と”-”の様に異なる時は、
       引き合う方向
       
電荷が”+”と”+”または、”-”と”-
       ”の様に同じ時は、反発する方向

大きさ:F[N]

     [NQ1・Q2/(4πεr^2(1)

  (1)式は、全ての電気現象の基礎となる 重要な法
  則です。
  その有り難さは、電気について知れば知るほど感
    じます。
  式には、意味が有ります。
  (式をただ、暗記するのは、大変ですが、式が 意
    味するところを知れば  暗記せずに何時でも活用
    できます。)
  (1) 式では、2つの電荷が 距離:r [m] を隔てて
    おかれています。
  1つの電荷が置かれ、 その近くにもう 1つ電荷を
    おきますと互いの間で力が働きます。
  それぞれの電荷が 他方の電荷に及ぼす力は、 電
  荷Q1又は、Qとの互いの距離が r [m]でありさ
    えすれば、どこにあっても良いので仮に、Q
    中心に考えますと Q2 は、Q1 からの半径: r [
    m]の球の表面のどこかに有る事になります。
  (2つの電荷を平面上でなく、3 次元の空間で考
    えましょう。)

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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第21期受験直前講座 (25)電源その2フローティング充電の解答

       第21期受験直前講座
      (25)電源その2フロー
        ティング充電の解答

今回は、フローティング充電(浮動充電)の演習問
題の解答と解説を行います。
それでは、問題から見てみましょう。

[演習問題40]
次の記述は、図に示す浮動充電(フローティング) 方
式について述べたものです。(      ) 内に入れるべき
字句を下の番号から選んで下さい。

(1) 直流電源、蓄電池及び負荷は、(  ア  ) に接続す
     る。
(2) 蓄電池には、(  イ  ) を補う程度の微小電流で充
  電を行う。
(3) 通常、負荷への電力の大部分は、(  ウ  ) から供
  給される。
(4) 蓄電池は、 負荷電流の 大きな変動に伴う電圧変
     動を吸収(  エ  ) 。
(5) 過放電になったり、充放電を繰り返すことが (
  オ  ) ので充電池の寿命が (  カ  ) なる。

1 直流電源  2 直列  3 蓄電池  4 長く
5 自己放電量 5  しない 6 短く   7 停電
9 並列    10    多い  11   並列   12   する
13 少ない


[演習問題40の解答と解説]
(1) この問題のオリジナルには、次の様な図がついて
  いました。

  オリジナルでは、エンジンの代わりに交流。
  直流発電機の代わりに整流器(直流電源)となっ
  それぞれ箱で囲われ一本の線で繋がっています。
  そして整流器と負荷を結ぶ線に蓄電池がぶら下が
  っているというものです。
  今の説明の図は、用意していませんので紙に書い
  て見てください。
  負荷と蓄電池は、整流器にどちらも直接繋がって
  いますので、”並列接続”を表しています。
  図-1では、直流発電機と電池(蓄電池)と負荷が
  並列に接続されているのがお分かりになると思い
  ます。アの答えは、9の”並列”
     
      お詫び・・・選択肢の11も”並列”ですのでどちら
        も正解です。

  他の設問に先立ちまして、フローティング充電の
  説明を致します。
  図-1は、自動車など、外部から交流電源を得られ
  ない物でのフローティング充電を表しています。
  自動車でのフローティング充電を考えてみます。
  自動車のボンネットを開けますとエンジンにベル
  トが掛かっていまして発電機を回しています。
  発電機は、バッテリー(蓄電池)に繋がれいます
  。
  電池は、負荷であるエンジンやオーディオやカー
  ナビやドライブレコーダ等に接続されています。
  それからエアコンにも接続されています。
  
  ここからが重要なのですが、発電機で発電された
  電力の大半は、今、述べました負荷で消費されま
  す。負荷となるエンジンや電子機器の使用状態は
  、多い時と少ない時があります。
  と言う事は、蓄電池へは、余った電力が充電され
  る事になります。


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TOITAの「航空無線通信士受験塾」第21期受験直前講座 (24)インマルサットの解答

        第21期受験直前講座
     (24)インマルサットの解答 

今回は、前回出題いたしましたインマルサットに関す
る演習問題の解答と解説を行います。

それでは、演習問題から見てみましょう。
[演習問題38]
 次の記述は、 インマルサット 航空衛星システムにつ
いて述べたものです。このうち正しいものを1、誤っ
ているものを2と答えて下さい。 

ア 通信は、衛星(人工衛星局)を介して航空機
  航空機地球局 )相互間でのみ行われる。
イ 遭難通信・緊急通信及び公衆通信などで電話及び
  データ伝送等のサービスが提供されている。
ウ 世界各地に配置されている航空地球局と衛星 (人
  人工衛星局)間の使用周波数は、1.5 及び1.6[G
  Hz] 帯である。
エ 極地域を含み全地球をほぼカバーしてサービスが
  提供されている。
オ 航空機(航空機地球局)と 衛星(人工衛星局)間の使
  用周波数は、4 及び 6 [GHz] 帯である。

[解答と解説]
ア インマルサットは、 航空機地球局と航空地球局と
  の間を衛星を介して (中継)通信を行う物ですので
  問題文の赤字の部分の様に航空機相互の通信にイ
     ンマルサットを使う事は 出来ません。
   よって、答えは、”2”。 
 
イ インマルサットは、民間の人工衛星で問題アの解
  説の通り、航空機地球局と航空地球局の間の通信
  の中継に使われます。
  そのサービス内容は、デジタル音声とデータを扱
  っていますが  その用途は 航空会社と航空機の間
      で ”運行管理”や”運行業務” そして 乗客の為の公
      衆通信です。
      <要点>
  民間用で航空管制には、使用されない。と言う事
  です。航空局とは、管制の為の局だけでなく地上
  に開設されたカンパニー無線の地上局も含まれま
  す。
  そこで、 問題文の赤字の部分の”遭難通信や緊急
  通信”ですが、 衛星を介さない無線通信の様に遭
  難機と捜索機や航空管制の局と 遭難機の通信は、
  インマルサットでは 出来ませんので 遭難機が遭
  難機を運行する運行会社へ遭難や緊急事態を伝え
      る事は、できますので、”1” と答えるか ”2”と答
  えるか微妙な問題です。


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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第21期受験直前講座 (23)GPS1の解答

               第21期受験直前講座
        (23)GPSの解答

今回は、前回出題いたしましたGPSに関する演習問題
解答と解説を行います。
解説の中には、GPSを使って、自分の位置が分かる仕
組みの核となる部分が含まれていますので最後迄お読
下さい。
それでは、問題から見てみましょう。

[演習問題37]
次の記述は、GPS(世界測位システム)について述べた
ものです。(     ) 内に入れるべき字句を下の番号から
選んで下さい。
(1) GPS衛星は、地上からの高度が約(   ア ) [km]
     の高さにある。
(2) GPS衛星は、異なる(   イ   ) 配置される。
(3) 各衛星は、 一周約(   ウ   ) で地球を周回してい
  る。
(4) 測位に使用している周波数は、(   エ   ) である。
(5) 一般に、 任意の(   オ   ) からの電波が受信でき
     れば、測位は、可能である。
(6) 地球上での測位は、衛星から送られてくる(   カ
     ) 信号を元に行う。

1   20,000     2  2つの軌道上に  3  12時間
4   短波(HF)帯  5  2個の衛星    6 36,000
7   6つの軌道上 8  24時間      9   極超短波
                   (UHF)帯
10 4個以上   11  時刻信号    12 位置信号

[演習問題37の解答と解説]
(1) 地球からの高度は、約21,000 [km] ですので、
     アの答えは、”1”を選びます。
(2) イは、軌道の数を求めていますので答えは、”7”
  。各軌道には、4つづつの衛星が周回しています
  ので、 合計24個の衛星が廻っている事になりま
  す。
(3) それぞれの衛星は、それぞれの軌道を 12時間か
    けて軌道を一周しますのでウの答えは、”3”


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5.最新問題に対応
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6.予備知識暗記不要 
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  無線工学では、”空中線と電波伝搬”。
  電波法規では、”無線局の運用”です。
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  参考書には、 書かれていない 文系の方が知りたい
  事からお話をしています。
3.質問者が納得できる回答
  質問される方、それぞれに、 個別のお答えをしてい
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  納得できるまで、何度でも質問して下さい
4.実力が感じられる
  出題数の多い項目から勉強しますので、勉強が進む
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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第21期受験直前講座 (22)DSBに比べてのSSBの特徴の解答

         第21期受験直前講座
       (22)DSBに比べてのSSBの
              特徴の解答

今回は、 通信方式その他の分類の中から”DSBに比べて
のSSBの特徴についての解答と解説を行います。
それでは、問題から見てみましょう。

[演習問題36]
次の記述は、 DSB(A3E)通信方式と比べたときのSSB(
J3E)通信方式の一般的な特徴について述べたものです。
このうち正しいものを”1”、誤っているものを”2”と答え
て下さい。

ア 必要な空中線電力が少なくてすむ。
イ 占有帯域幅が広い。
ウ 選択性フェージングの影響を受けやす。
エ 他の通信に与える混信が少ない。
オ 変調信号がないとき輻射される電波は、弱くなる。
カ 復調する為にBFOを必要とする。
キ 主にマイクロ波等の高い周波数帯で通信に使用され
  る。 

[解答と解説]
ア 送信アンテナから輻射した電波は、パラボラの様に
  指向性の強いアンテナでも電波は、広がります。
  もし、針の様に細い指向性で電波の広がりがなく受
  信点迄の間に妨げる物がなければ、どんなに遠くで
  も微弱な電波で電波が届きます。
  しかし、指向性アンテナから輻射した電波でも、か
  なりの広がりがあります。
  すると、遠くへ行くほど、広がり、進行方向の垂直
  の単位面積当たりの電力密度が下がります。
  その為、遠くへ行く程、電波が弱く感じられます。
  航空無線通信士の試験では、この現象を電波が減衰
  すると言っていますが、正確な意味では、電波は、
  減衰しません。その証拠に電波の仲間の光は、何億
  光年も先から飛んできます。
  さて、DSBの電波の電力を”1”としますと 搬送波が
  1/2。上側波帯と下側波帯がそれぞれ、 1/4 づつの
      電力配分になります。
  次にSSB(J3E)を考えますと、 搬送波と下側波帯
  又は 上側波帯がなく、 上側波帯又は 下側波帯だけ
     を送信しますので、 DSBと同じ距離と通信する為に
     は、 SSBは、 DSBの1/4 の電力 で送信すれば良い
     事になりますので答えは、”1”
DSBのパワー・スペクトラム   
 SSBのパワー・スペクトラム



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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第21期受験直前講座 (21)FM送受信機その3(PLLによる直接変調)の解答

        第21期受験直前講座
            (21)FM送受信機その3
                    PLLによる直接変調の解答


今回は、前回出題いたしました本題のpLLによるFMの直
接変調についての演習問題の解答と解説を行います。
それでは、問題から見てみましょう。

[演習問題35]
図は、PLLによる直接FM(F3E)方式の変調器の原理的な
構成図を示したものです。(     ) 内に入れるべき字句の
正しい組み合わせを下の番号から選んで下さい。



             A                   B                       C
1 周波数逓倍器 低域フィルタ(LPF)   電圧制御発振器
                                                      (VCO)
2   周波数逓倍器 高域フィルタ(HPF)  平衡変調器
3 位相比較器  低域フィルタ(LPF)   平衡変調器
4 位相比較器  高域フィルタ(HPF)  平衡変調器
5 位相比較器  低域フィルタ(LPF)   電圧制御発振器
                                                      (VCO)

[演習問題35の解答と解説]
まず、PLLとはPhase Locked Loop の事である事を
しっかりと覚えておいて下さい。
Phase とは、位相の事です。
PLLを良く理解している方は、Aの答えは、”位相比較器”
である事が分かります。
良く理解で出来ていない方の場合、PLLのPが、Phaseで
ある事を覚えていれば、A の選択肢から ”相比較器”を選
ぶ事が出来ます。
ここで、少し、PLLの復習をしておきましょう。




基準発振器では、水晶を用いて安定したfr と言う周波数を
発振します。VCOは、Voltage Controlled Oscillato r
略で電圧制御の発振器です。
位相比較器は、VCOで発振された周波数を周波数指定情報
を元に整数分の1に分周し信号と、frの位相差([始まり](
-から+へ変化する時、又は、+から-へ変化する時)を比
較します。位相比較器で得られた誤差信号をLPF(低域フィ
ルター)へ通した後の電圧でVCOを制御します。

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