令和3年度　理論科目　問4　電験3種過去問

問題

出典：令和3年度第三種電気主任技術者理論科目A問題問4

考え方

この問題は、電磁誘導に関する問題である。電流の向きは、レンツの法則から、磁束の変化を妨げる向きに発生する。
磁束鎖交数は、コイルを貫く磁束の総数であるため、コイル巻数を$${n}$$、コイルを貫く磁束を$${\phi}$$とすれば、磁束鎖交数$${\Phi}$$は、

$$
\Phi=n\phi \tag{1}
$$

で求まる。
誘導起電力の大きさ$${e}$$は、ファラデーの電磁誘導の法則から、

$$
e  =n\frac{{\rm{d}}\Phi}{{\rm{d}}t}\tag{2}
$$

となる。

解答例

1.  スイッチSを閉じたとき

問題文よりコイルを貫く磁束は、右から左に発生しているので、コイルでは図1に示すように、これを打ち消そうとする方向に磁束を発生させようとする。

図1 レンツの法則

図1の磁束を発生させるには、②の方向に電流が流れないといけない。よって、(ア)は、②となる。

2.  スイッチSを開いているとき
式(1)より、磁束鎖交数$${\Phi}$$は、

$$
\Phi=200\times 10\times 10^{-3}= 2 \,{\rm{Wb}}\tag{3}
$$

と求まる。
また、誘導起電力の大きさ$${e}$$は、式(2)より、

$$
e  =200\times \frac{10\times 10^{-3}}{0.5}=4\,{\rm{V}}\tag{4}
$$

と求まるので、答えは(4)となる。

サイト

https://sites.google.com/view/elemagscience/%E3%83%9B%E3%83%BC%E3%83%A0