第三級陸上特殊無線技士 電波と回路の基礎

無線工学の土台となる電気・電波の基礎を学ぶ分野です。電圧・電流・抵抗とオームの法則、直流・交流、コンデンサやコイルの働き、周波数・波長と電波の性質、変調の基本概念などを扱います。難しい計算は少なく、用語と基本法則の理解が中心です。電波と回路の基礎は後続の通信方式や測定分野の前提となるため、ここを固めておくと全体の理解が一気に進みます。図と式をセットで覚えるのがコツです。

この分野の問題40問を、選択肢・正解・解説つきで掲載しています。まず自分で解答を考えてから「正解と解説を見る」を開いて答え合わせをしてください。

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1電波法において「電波」とは、何MHz以下の周波数の電磁波と規定されているか。

  1. A3万
  2. B30万
  3. C300万
  4. D3000万
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正解:C300万

電波法において、電波は300万MHz(3THz)以下の周波数の電磁波と規定されています。

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2真空中における電波の伝搬速度として、適切なものはどれか。

  1. A3×10の4乗 m/s
  2. B3×10の5乗 m/s
  3. C3×10の6乗 m/s
  4. D3×10の8乗 m/s
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正解:D3×10の8乗 m/s

電波の速度は光と同じであり、真空中では1秒間に3×10の8乗メートル進みます。

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3空気中など通常の媒質中における電波の伝搬速度に関する記述として、正しいものはどれか。

  1. A通常の媒質中では真空中より速くなる
  2. B通常の媒質中では真空中より遅くなる
  3. C媒質の有無に関わらず常に速度は一定である
  4. D周波数が高いほど伝搬速度は速くなる
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正解:B通常の媒質中では真空中より遅くなる

電波の伝搬速度は真空中で最も速く、空気中など通常の媒質中では真空中よりわずかに遅くなります。

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41つの波の繰返しに要する時間を表す用語はどれか。

  1. A周期
  2. B振幅
  3. C波長
  4. D周波数
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正解:A周期

1つの波の繰返しに要する時間を「周期」といい、1秒間に波が繰り返す回数を「周波数」といいます。

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5周期をT、周波数をfとしたとき、両者の関係を正しく表している式はどれか。

  1. Af = T
  2. Bf = Tの2乗
  3. Cf = 1 / Tの2乗
  4. Df = 1 / T
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正解:Df = 1 / T

周期Tと周波数fは逆数の関係にあるため、f = 1 / T となります。

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6真空中の電波の速度をc、周波数をfとしたとき、波長λを求める式として正しいものはどれか。

  1. Aλ = c / f
  2. Bλ = c × f
  3. Cλ = f / c
  4. Dλ = cの2乗 / f
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正解:Aλ = c / f

波長λは、電波の速度cを周波数fで割ることで求められます(λ = c / f)。

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7接頭語の「メガ(M)」が表す倍数として、正しいものはどれか。

  1. A10の3乗
  2. B10の9乗
  3. C10の6乗
  4. D10の12乗
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正解:C10の6乗

メガ(M)は10の6乗を表します。ちなみに10の3乗はキロ(k)、10の9乗はギガ(G)です。

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8接頭語の「マイクロ(μ)」が表す倍数として、正しいものはどれか。

  1. A10のマイナス3乗
  2. B10のマイナス6乗
  3. C10のマイナス9乗
  4. D10のマイナス12乗
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正解:B10のマイナス6乗

マイクロ(μ)は10のマイナス6乗を表します。10のマイナス3乗はミリ(m)です。

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930MHzから300MHzの周波数帯にある電波の名称として、正しいものはどれか。

  1. A短波(HF)
  2. B中波(MF)
  3. C超短波(VHF)
  4. D極超短波(UHF)
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正解:C超短波(VHF)

30MHz〜300MHzの周波数帯は超短波(VHF)と呼ばれます。

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10主にFM放送や航空通信に用いられる電波の名称はどれか。

  1. A超短波(VHF)
  2. B長波(LF)
  3. C短波(HF)
  4. Dセンチ波(SHF)
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正解:A超短波(VHF)

超短波(VHF)は、FM放送や航空通信などに広く利用されています。

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11波長が1mから10mの範囲にある電波の略称として、正しいものはどれか。

  1. AMF
  2. BHF
  3. CUHF
  4. DVHF
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正解:DVHF

波長1m〜10mは周波数30MHz〜300MHzに相当し、VHF(超短波)と呼ばれます。

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12電磁波である電波の波の性質を説明した記述として、正しいものはどれか。

  1. A進行方向と同じ向きに変位が生じる縦波である
  2. B進行方向と直角の向きに変位が生じる縦波である
  3. C進行方向と同じ向きに変位が生じる横波である
  4. D進行方向と直角の向きに変位が生じる横波である
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正解:D進行方向と直角の向きに変位が生じる横波である

電磁波は進行方向と直角の向きに変位が生じる「横波」に分類されます。

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13直線偏波の一つである「水平偏波」とは、どのような状態を指すか。

  1. A磁界の振動面が地面に対して水平である状態
  2. B電界の振動面が地面に対して水平である状態
  3. C電界の振動面が地面に対して垂直である状態
  4. D磁界の振動面が地面に対して垂直である状態
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正解:B電界の振動面が地面に対して水平である状態

水平偏波とは、電界の振動面(偏波面)が地面に対して水平となっている状態の電波を指します。

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14真空中で周波数150MHzの電波の波長として、正しいものはどれか。

  1. A0.5m
  2. B2m
  3. C20m
  4. D200m
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正解:B2m

真空中の電波の速度を約3×10の8乗m/sとすると、波長は λ = c / f = (3×10の8乗) / (150×10の6乗) = 2m です。

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15磁束の単位として正しいものはどれか。

  1. Aテスラ(T)
  2. Bヘンリー(H)
  3. Cウェーバ(Wb)
  4. Dファラッド(F)
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正解:Cウェーバ(Wb)

磁束の単位はウェーバ(Wb)です。テスラ(T)は磁束密度の単位です。

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16インダクタンスの単位として正しいものはどれか。

  1. Aアンペア(A)
  2. Bオーム(Ω)
  3. Cファラッド(F)
  4. Dヘンリー(H)
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正解:Dヘンリー(H)

インダクタンスの単位はヘンリー(H)です。ファラッド(F)は静電容量の単位です。

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17電圧E、電流I、抵抗Rの関係を示す「オームの法則」の式として、正しいものはどれか。

  1. AE = R × I
  2. BE = I / R
  3. CE = R / I
  4. DE = R + I
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正解:AE = R × I

オームの法則は、電圧Eが抵抗Rと電流Iの積になることを示しており、E = RI と表されます。

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18電圧をE、電流をI、抵抗をRとしたとき、直流の電力Pを求める式として誤っているものはどれか。

  1. AP = E × I
  2. BP = E / R
  3. CP = R × Iの2乗
  4. DP = Eの2乗 / R
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正解:BP = E / R

電力Pの基本式は P = EI です。オームの法則を代入すると P = RI^2 や P = E^2/R となります。E/R は電流Iを求める式です。

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19抵抗Rの回路において、電源電圧の大きさを2倍にしたとき、抵抗で消費される電力は何倍になるか。

  1. A2倍
  2. B1/2倍
  3. C4倍
  4. D8倍
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正解:C4倍

電力は電圧の2乗に比例して消費されるため(P = E^2/R)、電圧が2倍になると電力は4倍になります。

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202本の抵抗R1とR2を並列に接続した場合の合成抵抗を求める式として、正しいものはどれか。

  1. A(R1 × R2) / (R1 + R2)
  2. B(R1 + R2) / (R1 × R2)
  3. CR1 + R2
  4. DR1 - R2
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正解:A(R1 × R2) / (R1 + R2)

2本の抵抗の並列接続の合成抵抗は「積を和で割る」式、すなわち (R1 × R2) / (R1 + R2) で求められます。

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21コンデンサの主な役割として、正しい記述はどれか。

  1. A直流を交流に変換する
  2. B電流の逆流を防止する
  3. C電気を蓄えたり放出したりする
  4. D電気信号を増幅する
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正解:C電気を蓄えたり放出したりする

コンデンサは2枚の導体板の間に絶縁物を挟んだ構造で、電気を蓄えたり放出したりする電子部品です。

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22コンデンサの静電容量(キャパシタ)を表す単位として、正しいものはどれか。

  1. Aウェーバ(Wb)
  2. Bヘンリー(H)
  3. Cオーム(Ω)
  4. Dファラッド(F)
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正解:Dファラッド(F)

コンデンサの静電容量の単位には、ファラッド(F)が用いられます。

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23静電容量がC1とC2の2つのコンデンサを並列に接続したとき、合成静電容量を求める式として正しいものはどれか。

  1. A(C1 × C2) / (C1 + C2)
  2. B(C1 + C2) / (C1 × C2)
  3. CC1 + C2
  4. DC1 - C2
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正解:CC1 + C2

コンデンサの並列接続における合成静電容量は、各コンデンサの静電容量の単純な足し算(C1 + C2)で求められます。

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24静電容量がC1とC2の2つのコンデンサを直列に接続したとき、合成静電容量を求める式として正しいものはどれか。

  1. A(C1 × C2) / (C1 + C2)
  2. B(C1 + C2) / (C1 × C2)
  3. CC1 + C2
  4. DC1 - C2
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正解:A(C1 × C2) / (C1 + C2)

コンデンサの直列接続における合成静電容量は、抵抗の並列接続と同じように「積を和で割る」式で求められます。

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25電気回路の図記号において、長さの等しい2本の平行な直線とそれに接続される導線で表される素子として、適切なものはどれか。

  1. A抵抗
  2. B直流電源
  3. Cコンデンサ
  4. Dコイル
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正解:Cコンデンサ

コンデンサの図記号は長さの等しい2本の平行線で表されます。片方の線が短いものは直流電源を意味します。

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26半導体の温度特性に関する記述として、正しいものはどれか。

  1. A温度が上昇すると電気抵抗が減少する
  2. B温度が上昇すると電気抵抗が増加する
  3. C温度が下降すると電気抵抗が減少する
  4. D温度が変化しても電気抵抗は一定である
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正解:A温度が上昇すると電気抵抗が減少する

半導体は、周囲の温度が上昇すると電気抵抗が減少して内部に電流が流れやすくなるという特性があります。

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27金属などの「導体」と「半導体」の電気抵抗の性質を比較した記述として、正しいものはどれか。

  1. A導体も半導体も、温度が上昇すると電気抵抗が増加する
  2. B導体も半導体も、温度が上昇すると電気抵抗が減少する
  3. C導体は温度が上昇すると抵抗が減少し、半導体は増加する
  4. D導体は温度が上昇すると抵抗が増加し、半導体は減少する
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正解:D導体は温度が上昇すると抵抗が増加し、半導体は減少する

金属などの導体は温度上昇によって抵抗が増加しますが、半導体は温度上昇によって抵抗が減少する性質を持ちます。

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28シリコンなどの半導体に、ひ素やリンなどの5価の不純物を微量加えることで電子が過剰となったものを何と呼ぶか。

  1. AP形半導体
  2. BN形半導体
  3. C絶縁体半導体
  4. D真性半導体
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正解:BN形半導体

5価の不純物を加えることで電子が過剰となり、電気伝導に寄与するようになったものをN形半導体と呼びます。

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29P形半導体において、電気伝導に主に寄与しているものはどれか。

  1. A自由電子
  2. B陽子
  3. C正孔
  4. D中性子
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正解:C正孔

P形半導体は3価の不純物を加えることで電子が不足した状態となり、この不足部分である正孔(ホール)が電気伝導に寄与します。

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30接合ダイオードにおいて、P形半導体にプラス極、N形半導体にマイナス極を接続して電圧を加える方法を何と呼ぶか。

  1. A逆方向接続
  2. B直列方向接続
  3. C順方向接続
  4. D並列方向接続
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正解:C順方向接続

P形にプラス、N形にマイナスを接続する加え方を順方向接続といい、通常、順方向では大きな電流が流れ、逆方向ではほとんど流れません。

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31接合ダイオードの主な働きとして、正しい記述はどれか。

  1. A直流を交流に変換させる
  2. B信号の電圧を増幅させる
  3. C両方向に均等に電流を流す
  4. D一方向にのみ電流を流す
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正解:D一方向にのみ電流を流す

接合ダイオードは、順方向では大きな電流が流れ、通常の逆方向ではほとんど流れない一方向性を利用し、整流などに用いられます。

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32接合形トランジスタの電極名として、存在しないものはどれか。

  1. Aエミッタ
  2. Bベース
  3. Cコレクタ
  4. Dゲート
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正解:Dゲート

接合形トランジスタの3つの電極はエミッタ、ベース、コレクタです。ゲートは電界効果トランジスタの電極です。

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332つのP形半導体の間に薄いN形半導体を挟んだ構造を持つ接合形トランジスタを何と呼ぶか。

  1. ANPN形トランジスタ
  2. BNチャネルFET
  3. CPチャネルFET
  4. DPNP形トランジスタ
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正解:DPNP形トランジスタ

P形半導体でN形半導体を挟んだ構造のものをPNP形トランジスタと呼びます。

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34電界効果トランジスタの一般的な略称として、正しいものはどれか。

  1. ABJT
  2. BFET
  3. CLED
  4. DLSI
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正解:BFET

電界効果トランジスタは、英語のField Effect Transistorの頭文字をとってFETと呼ばれます。

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35電界効果トランジスタ(FET)の3つの電極の名称として、正しい組合せはどれか。

  1. Aエミッタ、ベース、コレクタ
  2. Bソース、ゲート、ドレイン
  3. Cアノード、カソード、ゲート
  4. Dエミッタ、ゲート、ドレイン
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正解:Bソース、ゲート、ドレイン

電界効果トランジスタ(FET)の電極は、ソース(S)、ゲート(G)、ドレイン(D)の3種類です。

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36接合形トランジスタの「ベース」に対応する働きを持つ、電界効果トランジスタ(FET)の電極はどれか。

  1. Aゲート
  2. Bソース
  3. Cドレイン
  4. Dアノード
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正解:Aゲート

トランジスタのベース(B)に対応して入力を制御するFETの電極はゲート(G)です。

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37接合形トランジスタの「コレクタ」に対応する働きを持つ、電界効果トランジスタ(FET)の電極はどれか。

  1. Aドレイン
  2. Bソース
  3. Cゲート
  4. Dカソード
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正解:Aドレイン

トランジスタのコレクタ(C)に対応する出力側のFETの電極はドレイン(D)です。

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38N形半導体を作るために添加する、ひ素やリンなどの5価の不純物のことを何と呼ぶか。

  1. Aアクセプタ
  2. Bレセプタ
  3. Cインダクタ
  4. Dドナー
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正解:Dドナー

N形半導体を作るために添加する、電子を供給する5価の不純物をドナーと呼びます。

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39P形半導体を作るために添加する、ほう素やガリウムなどの3価の不純物のことを何と呼ぶか。

  1. Aアクセプタ
  2. Bレセプタ
  3. Cインダクタ
  4. Dドナー
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正解:Aアクセプタ

P形半導体を作るために添加する、電子を受け取る側の3価の不純物をアクセプタと呼びます。

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40電界効果トランジスタ(FET)において、ドレイン-ソース間に流れる電流を制御するために電圧を加える電極はどれか。

  1. Aベース
  2. Bコレクタ
  3. Cゲート
  4. Dエミッタ
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正解:Cゲート

FETにおいて、ゲートとソースの間の電圧(ゲート電圧)を変化させることで、ドレイン-ソース間に流れる電流を制御します。

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