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直流と交流（周波数・周期）ちょくりゅうとこうりゅう

4アマ 3アマ三陸特二陸特一陸技

向きと大きさが一定の電気が直流、向きと大きさが周期的に変わる電気が交流。交流が 1 秒間に繰り返す回数が周波数 f〔Hz〕、1 回にかかる時間が周期 T〔s〕で、T＝1/f。

試験ではここ

「同一波形が 1 秒間に繰り返される回数」は周波数（周期は誤り）。T＝1/f。「交流 100〔V〕」は実効値で、正弦波の実効値は最大値の 1/√2、平均値は 2/π。直流の計器は極性を間違えないよう注意する（交流ではない）。

乾電池から流れる電気は、いつも同じ向きに同じ大きさで流れます。これが直流です。コンセントの電気はプラスとマイナスが 1 秒間に何十回も入れ替わります。これが交流で、電波のもとになる高周波電流も交流です。

周波数と周期

f = \dfrac{1}{T} \qquad T = \dfrac{1}{f} \qquad \omega = 2\pi f

f は周波数〔Hz〕、T は周期〔s〕、ω は角周波数〔rad/s〕。周波数が高いほど周期は短い

数値例です。周波数 50〔Hz〕なら T＝1/50＝0.02〔s〕（20〔ms〕）です。1〔MHz〕なら T＝1〔μs〕で、1 秒間に 100 万回向きが入れ替わります。

典型問題の解き方（周波数と周期の穴埋め）

直流用の電流計・電圧計には＋と−の極性があり、逆につなぐと針が逆に振れて計器を傷めます。交流ではコイルとコンデンサがリアクタンスを持ち、周波数で電流の流れやすさが変わります。交流を直流に変えるのが整流回路です。

ひっかけ

「周期」と「周波数」の入れ替えが定番のひっかけです。回数（毎秒何回）が周波数〔Hz〕、時間（1 回に何秒）が周期〔s〕です。また「交流 100〔V〕」は最大値ではなく実効値で、最大値は約 141〔V〕です。平均値 2/π と実効値 1/√2 を入れ替えた肢も出ます。

三陸特・日本無線協会令和4年2月期無線工学問16

次の記述の［］内に入れるべき字句の組合せで、正しいのはどれか。電波の伝搬速度は、光の速さと同じで1秒間に3×Ａメートルである。また、同一波形が1秒間に繰り返される回数をＢという。

正答: Ａ=10⁸　Ｂ=周波数

電波の速さは光速と同じく約3×10⁸m/s（30万km/s）です。同一波形が1秒間に繰り返される回数は周波数〔Hz〕で、周期T〔s〕との関係はf=1/Tです。

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3アマ・日本無線協会 CBT例題無線工学 No.2 問30

次の記述の［］内に入れるべき字句の組合せで、正しいのはどれか。 (１) 電源回路で、交流入力電圧 100〔V〕、交流入力電流 2〔A〕というとき、これらの大きさは、一般に［Ａ］を表す。 (２) 交流の瞬時値のうちで最も大きな値を最大値といい、正弦波交流では、平均値は最大値...

正答: Ａ：実効値　Ｂ：2/π　Ｃ：1/√2

交流の電圧・電流を単に 100 V、2 A と言うときは実効値を指す。正弦波では平均値＝最大値×2/π（約 0.637 倍）、実効値＝最大値×1/√2（約 0.707 倍）である。

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二陸特・日本無線協会令和3年2月期無線工学問18

次の記述の［］内に入れるべき字句の組合せで、正しいのはどれか。回路の［Ａ］を測定するときは、測定回路に直列に計器を接続し、［Ｂ］を測定するときは、測定回路に並列に計器を接続する。また、特に［Ｃ］の場合、極性を間違わないよう注意しなければならない。

正答: Ａ=電流　Ｂ=電圧　Ｃ=直流

電流計は測りたい電流がそのまま流れるように回路に直列に接続し、電圧計は測りたい2点間に並列に接続します。直流は + と − の極性があるので、計器の端子の極性を間違えると指針が逆に振れて計器を傷めるおそれがあります。

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