【第一級陸上無線技士】過去問準拠 予想演習 問029 解説|思考ルート
LCR直列共振回路における尖鋭度(Q)と帯域幅に関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。
※本問は、過去の出題傾向・頻出論点をAI分析して作成した「過去問準拠の予想演習問題」です。
予想演習 No.029
LCR直列共振回路における尖鋭度(Q)と帯域幅に関する次の記述のうち、最も不適切なものはどれか。
選択肢
LCR直列共振回路の尖鋭度Qは、共振時のインダクタ(またはキャパシタ)の両端に現れる電圧が、電源電圧の何倍になるかを示す値であり、Q = (ω_0 L) / R で表される。
共振周波数をf_0、尖鋭度をQとしたとき、回路の半値幅(帯域幅Δf = f_2 - f_1)は Δf = f_0 / Q の関係式によって計算される。
尖鋭度Qを極限まで高く設計すれば、周波数選択性を非常に鋭くできるだけでなく、過渡現象における立ち上がり時間も極めて短くなり、高速な信号伝送に最適である。
直列共振時において、回路のインピーダンスは最小(純抵抗Rのみ)となり、回路に流れる電流は最大値に達する。
正解と解説(思考ルート)
【正解】 選択肢 3
■【設問の意図と背景】
共振回路の尖鋭度Qがもたらす周波数選択性と過渡現象(応答速度)のトレードオフという、原則に対する物理的制約の理解を問う。
■【正解の根拠とメカニズム】
尖鋭度Qが高い回路は周波数選択性が鋭くなる(帯域幅が狭くなる)一方、Qが高い共振回路はエネルギーの蓄積効果が強いため、過渡現象における立ち上がりや立ち下りの時間が長くなる(応答が遅くなる)というトレードオフが存在する。「立ち上がり時間も極めて短くなり」という記述は物理的原則に反する誤りである。
■【各選択肢の徹底検証】
・選択肢1:Qの定義およびリアクタンス電圧の倍率に関する正しい記述である。
・選択肢2:帯域幅とQの関係式を示す正しい記述である。
・選択肢3:Qを高くすると選択度は鋭くなるが過渡応答時間は長くなるため、この記述は不適切である。
・選択肢4:直列共振時のインピーダンス最小・電流最大を示す正しい記述である。
■【本番での即断ポイント】
「Qが高いと選択度は良いが、応答速度(立ち上がり時間)は遅くなる」というトレードオフの原則を見落とさないこと。
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