第一級陸上無線技術士

図1に示す厚さ2d〔m〕の平行平板空気コンデンサの空気層が、電圧Vを昇圧中に300〔V〕で破壊された。次に、図2に示すよ…

無線工学の基礎　無線工学の基礎 Ａ－2

図1に示す厚さ2d〔m〕の平行平板空気コンデンサの空気層が、電圧Vを昇圧中に300〔V〕で破壊された。次に、図2に示すように、同じコンデンサの極板の間に厚さがd〔m〕で面積が平行平板の面積に等しく比誘電率εrの値が5の誘電体を挿入し、Vを昇圧中にコンデンサの空気層が破壊された。このときのVの値として、正しいものを下の番号から選べ。ただし、空気の比誘電率を1とする。

第一級陸上無線技術士 2026年（令和8年）7月期 無線工学の基礎 Ａ－2の図
正答 (1)
正答は (1)。誘電体を入れると空気層に電界が集中し、空気層の電界が破壊の値に達するのはV＝180Vのときです。 図1から、空気が破壊する電界は E0＝300／2d＝150／d〔V/m〕 図2では空気層と誘電体層が直列で、電束密度Dが等しいので ε0Ea＝5ε0Ed　→　Ed＝Ea／5 全体の電圧は V＝Ead＋Edd＝Ead（1＋1／5）＝1.2Ead Ea＝E0＝150／d で空気層が破壊するので
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V＝1.2×150＝180〔V〕 【ほかの選択肢】 (2)〜(5) 計算した値と合いません。誘電体の部分にも電圧がかかる（空気層だけの150Vではない）ことに注意します 【見分け方】 直列の誘電体では、比誘電率の小さい層ほど電界が強くなります。誘電体を入れると空気層に電界が集中し、空気層は誘電体の無いときより低い電圧（本問では300V→180V）で破壊されます。

出典：2026年（令和8年）7月期 第一級陸上無線技術士 無線工学の基礎 Ａ－2（公益財団法人日本無線協会 公表）出典元ページ

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