出題文にヒントが書いてあるので簡単です。左側の一段目と右側の二段目では、左側がXOR、右側がXNORです。慣れれば真理値表を書かなくても見ただけで分かりますが、そうでなくても右側の部分に(1,1)を入力してみると、上側のANDの出力は1、その出力をORに入れたのが出力ZですからこれはXNORと分かります。

したがって、出力が1となる条件は、

• (A,B)が(0,0)か(1,1)の場合…XORの出力が0なので、C=0でZ=1
• (A,B)が(0,1)か(1,0)の場合…XORの出力が1なので、でZ=1

と求まります。これに合致するのは(1)です。

「どこかを１と置き、そこから辻褄を合わせる」ことで答えが求まります。ここでは、T1/T2と1/(jωT2)の入力部分を１とします。これを基にして各部の値を求めると、入力は１＋1/(jωT2)、出力はT1/T2+1/(jωT2)となります。これよりC/Rを求めると、(1+jωT1)/(1+jωT2)と求まり、答えは(4)です。

リチウムイオン電池の正極はリチウムを含む金属酸化物、負極に黒鉛を用います。電解液は有機電解液で、この中をイオンが移動することで電池として振る舞います。放電時、リチウムイオン（プラスイオン）が負極から正極に移動し、正極で外部回路を流れてきた電子と結合します。セル当たりの電圧は3.7～3.8Ｖ程度です。したがって、答えは(1)です。

電力変換器のスイッチングデバイスは、当然ながらオン・オフ制御を行います。オン制御だけしか出来なければ電源が短絡されてしまいます。

バルブデバイスには、逆向きにダイオードを接続し、交流負荷のリアクタンス分に起因する逆電圧を還流させます。

交流電圧を変化させるためには、直流電圧源の電圧を変えることで交流側の波高値を変化させるか、あるいはスイッチングパルス幅を変化させるかという手段があります。この制御はPWM（Pulse Width Modulation）と呼びます。

以上より、答えは（5）です。

• （300÷60）×1000×9.8×10=490[kJ/s]=490[kW]

ポンプ効率が80％という事から、必要な電力は、

• 490÷0.8=612.5[kW]

従って、6台では若干不足し、7台必要となります。正解は（4）です。

消費電力200kW、二次電圧6600V、力率0.8という条件から、二次電流は

• （200000÷0.8）÷6600≒37.9[A]

と求まります。また、一次電圧と二次電圧の差は600Vですから、自己容量は、

• 600×37.9≒22740[V・A]＝22.7[kV・A]

となり、答えは（1）です。メチャクチャ簡単なラッキー問題です。

誘導電動機は、固定巻線による回転磁界の中に、無給電で両端を低抵抗で短絡した回転コイルを配置したものです。回転コイルは、外部から与えられた回転磁界によって電圧が誘起され、電流が流れます。これは変圧器の一次巻線と二次巻線の関係と同じです。二次側の負荷抵抗値が滑りsによって見かけ上変化するのは誘導電動機ですから、（ア）は誘導電動機、（イ）は変圧器です。

b・c

電動機は回転コイルと固定コイルの間に発生する電磁力を取り出す装置ですが、これらをどちらも外部から制御できるのは直流電動機や同期電動機です。（誘導電動機は回転コイルに誘起される電圧を制御しにくい）

ここで、（エ）の出力に負荷角が関与するという記述より、（エ）は同期電動機、（ウ）は直流電動機と決定できます。以上より、答えは（3）です。

（エ）はステップ角。（オ）は、回転子の永久磁石による磁力が働くため、無通電状態でも外部からの回転トルクに対して保持力が働きます。

次に、「電機子電流が定格電流の40％」「同期リアクタンスが0.915p.u.」という条件から、同期リアクタンス（電気子巻線と出力端子の間に直列に入っているリアクタンス）の両端に発生している電圧を求めます。

百分率同期リアクタンスというのは、発電機が定格電圧・定格電流で運転している時の負荷のΩ値に対して、同期リアクタンスのΩ値が何％であるかを表しています。従って、定格負荷のとき、同期リアクタンスの両端に発生している電圧は定格出力電圧の91.5％であることが分かります。ここで、「電機子電流が定格電流の40％」という条件より、同期リアクタンスの両端に発生している電圧は定格運転時の40％の値であることが分かります。これを計算すると、0.915×0.4＝0.366p.u.ですから、同期リアクタンスの両端に発生している電圧は出力電圧Vの0.366倍と求まり、これを③として描きます。同期リアクタンスの両端に発生する電圧は、流れる電流に対して進み90°となるため、図のようなベクトルになります。

ところで、30°・60°・90°の直角三角形の性質から、④の長さがV/2、⑤の長さが√3V/2であることが求まります。ここで③と④の長さを足すと0.866V＝√3V/2ですから、電機子に発生している電圧V’は⑤と（④＋③）とV’の直角三角形の関係となり、これは1：1：√2の45°の三角形と求まります。従って、相差角δは15°と求まります。

（イ）…界磁巻線は、回転しながら電機子巻線に変動磁界を供給するために回転子側に巻きます。

（ウ）…水車発電機は、蒸気タービンに比べて低速度です。ここまでの選択肢で答えは（5）と分かります。

（エ）…蒸気タービンは高速度です。

（オ）…高回転の回転子は、回転軸中心から離れた場所に質量があればあるほど遠心力で大きな力を発生し、振動や破損の原因となりますから、円筒型とします。