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影像電荷を用いた接地された導体球の電気力線分布(電界)の求め方【電験二種 理論 令和2年問1 平成26年問1】をE卒の先生が秒で攻略する

 最近なんか勘違いされてる節もあるけど、俺こと初号機先生はギターの先生であって電気の先生ではない。電気は単に仕事だ。それで部長に言われて仕方なく電二を勉強中のおじさんに転生したのだ。

 それで、やたら計算量が多い影像電荷の問題について。
 こと導体球においては、公式を暗記すれば秒で解けるので覚えておきたい。っていうかどの解説動画を見ても、どの参考書を読んでもまったくこのことに触れていない理由がよくわからん。初学者イジメなのか?

 兎に角公式は以下の通りだ。
・問題文では導体球の外に点電荷が1つ置かれている(Q)。
・導体球の中心からこの電荷までの距離を(d)とする。
・導体球の中に、影像電荷が1つ設定される(Q`)。
・導体球中心からQ`までの距離を(x)とする。
・導体球の半径を(a)とする。

問題ではQ`とxを聞かれると思う。

この時、
 Q`=-Q・a/b
 x = a^2/b

必ずこうなる。死んでもこうなる。
時間をかけて計算しようがしまいが、この通りにしかならない。
令和2年に関しては、(3)(4)(5)が先に30秒(問題文を読む時間)くらいで解ける。オマケの(1)(2)はクソみたいなベクトル計算で、灘中を受験する小学生なら2秒で解ける。

平成26年は「図形を書けばオーライ」みたいな解説しか見ないが、そんなことをしなくても問題を見た瞬間、(3)がいきなり30秒くらいで解ける。
あとはまたゴミみたいななんのためにやらされてるのかよく分からんベクトル計算だ。ていうか問題文が複雑に見せかけようとしててケアレスを誘発されるのがムカつくんだが。

とにかく一度納得いくまで深堀りすれば、影像電荷は怖くない。っていうか単にベクトル計算演習の1バージョンなんだろうきっと。あとなんか、電線大地間の静電容量を求める問題では、無駄に面倒な積分をやらされる。
特高の主技とかそんなスキル実務でまったくいらないよな? 竣工の際UPSメーカーのエンジニアの出鱈目を指摘するといった場合においても、このようなスキルは必要ない。なぜやたらと微分積分をさせたがるのかがよくわからん。

まぁ導体球が6年に一回くらいしか出ないから、あんま考えても仕方ないんだが。



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