令和3年度 理論科目 問4 電験3種過去問
問題
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
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
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