中まで導体たっぷり(電験二種理論H22問5)

楽に仕事がしたい≠楽な仕事がしたい。

問5 電磁気の問題

ぱっと見すごい難しそうだが問題文中の式変形するだけで良いのもある。
わからずとも取り組みだすと意外と解けたりする。

⑴、⑵について。
磁束密度の公式と磁界の公式を忘れてるとアカンやつ。
とりあえず図の横に書く。

この時、円筒の中には電流が通っていないので磁界は発生しない。
つまり半径r<aの時は磁束密度Bはゼロとなる。
磁気遮蔽を思い浮かべるとわかりやすいかな？
空洞の球の中に磁界が発生しないってやつね。

では半径a<rの時はどうだろうか。
こちらは上式のHを代入すれば良い。

複雑な計算ではないですね。
よって⑴の答えは(リ)、⑵の答えは(ヲ)となる。

⑶について。
今度は円柱導体、要するに中身が詰まっている。
これはわからなかった。
円の面積と電流で表現しているのかと考えそれに透磁率をかけたものを解答として選択している。
色々検索もしたがこの問題の解説動画くらいしかヒットしなかったので見ていない。
多分2年前の時は同じ動画を見てると思うけどね…
意味を考えてみる。

r<aの場合なのでこれ中心からの距離のことか？
そうすると自分の中で納得できる。

これで良さそうだな。
また答えから逆算してしまったがまあヨシ(猫ポーズ)
というわけで⑶の答えは(ヌ)となる。

⑷について。
一見難しいようだが問題文を読んでいくとμ0を除してIを消去すると書いてある、やってみよう。

これだけ。
よって⑷の答えは(チ)となる。

⑸について。
これも同じでとにかく問題分の式を使ってみる。

条件を並べて式を整理しただけ。
logの分数とか見るとつい身構えちゃうけどね笑
この問題を本当に理解しろと言われたらかなり難しそうかなあ。

とりあえず⑸の答えは(ニ)となる。

あとがき

トッポが食いたくなる問題だったな。
選択肢からある程度解答が予測できるのが良いのやら悪いのやら…
疑問ではありますね。
かといって選択肢見ずに解答はなかなか厳しいものがあるからねぇ…

試行錯誤して進めるしかないな。
ではでは。