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問1
答え:③ファラデー効果

解説
・光アイソレータ
一方向の光のみを通し、逆方向からの光を遮断する素子。ファラデー回転子と偏光子によって構成される。
光に磁界を与えると光の偏光状態が回転する性質(ファラデー効果)を利用している。ファラデー回転子(ファラデー効果の大きい金属)で偏光面を回線させ、その両側に置かれた偏光子の方向により透過・遮断を調整している。


補足

ファラデー効果:電磁波をその電磁波と並行に発生させた磁場を通過させると、偏波面が回転する現象(下図)


・光に関する現象
フレネル反射:屈折率の違う媒体に光が入射する際、その入射した光の一部が反射する現象
誘導ラマン散乱:光ファイバに光を入射した際、その光の分子振動や格子振動のために、元の光よりも少し波長が長い光が発生する現象。

・熱に関する現象
ゼーベック効果:問題文参照。比較的広範囲の温度を測ることができる、熱電対などに利用される
ペルチェ効果:異なる2つの金属を接合して、電流を流すと、接合点において、ジュール熱以外の熱が放出または吸収される現象

類題
30年第1回(電気通信システム）問1
26年第1回(電気通信システム) 問1

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問2
答え:③5[Ω]及び15[Ω]
解説
問題の回路は、ブリッジ回路であり、「スイッチSの開閉に関わらず全電流Iが8[A]である」との記述から、平衡条件が満たされていることが分かる。(平衡条件が満たされていると、中央の回路の電位差が0Vとなり、中央の回路は無視できる)

ブリッジの平衡条件が成立するので、
\( 45R_1=15R_2 \)

\( R_2=3R_1 \cdots(1) \)

次にオームの公式V=IRより、
\( R=\frac {V}{I}= \frac {120}{8}=15 \)

以上から、ブリッジ回路部分の合成抵抗は15[Ω]となるので、
並列回路の合成抵抗の式より、下記が成り立つ。
\( \frac { (R_{ 1 }+15)(R_{ 2 }+45) }{ (R_{ 1 }+15)+(R_{ 2 }+45) } =15 \)

整理すると、
\( (R_{ 1 }+15)(R_{ 2 }+45)=15\left\{ (R_{ 1 }+15)+(R_{ 2 }+45)\right\} \)

\( (R_{ 1 }R_{ 2 }+45R_{1}+15R_{ 2 }+675=900+15R_{1}+15R_{2} \)

\( R_{ 1 }R_{ 2 }+30R_{ 1 }-225=0\cdots (2) \)

(2)に(1)を代入すると、
\( 3R_{ 1 }^2+30R_{ 1 }-225=0 \)

\( 3(R_{ 1 }^{ 2 }+10R_{ 1 }-75)=0 \)

因数分解すると、
\( 3(R_{ 1 }-5)(R_{ 1 }+15)=0 \)

よって、
\( R_1=5 \)
(※もう一つの解の-15は負の値のため除外)

(1)にR₁=5を代入して

\( R_2=15 \)

補足
・ブリッジ回路の平衡条件
以下のような交流/直流ブリッジ回路において、点aと点bが同電位となり、検流器G部分に電流が流れていない状態を平衡状態という。平衡状態においては、ブリッジ回路に配置されているインピーダンス値Z₁、Z₂、Z₃、Z₄（直流では、抵抗値R₁、R₂、R₃、R₄）の間には、以下の様な関係が成り立つ。
交流ブリッジ回路
\( Z_1 Z_4=Z_2 Z_3 \)
直流ブリッジ回路
\( R_1 R_4=R_2 R_3 \)


また、ブリッジ回路の平衡条件が成り立っている場合、中心の回路には電流が流れないことから、中心の回路に設置される抵抗値（交流ではインピーダンス値）は無視して良い。

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類題
29年第1回（電気通信システム）　問2

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問3
答え:⑤
解説
①②③④正しい

⑤バラクタダイオードは、接合部におけるインダクタンス(正:空乏層の広さ)がバイアス電圧により大きく変化するダイオードであり、電子同調、周波数逓倍などに用いられる。

類題
28年第1回（電気通信システム）　問3
26年第1回（電気通信システム）　問3

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