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第一種電気工事士「平成30年度(2018年)(追加試験分)」の過去問を出題

問題

図のように、磁束密度Bの磁界中に、磁界の方向と直角に置かれた直線状導体(長さL)に電流Iが流れると、その導体に電磁力F=LIBが発生するが、その電磁力の方向を知るために用いられる法則は。
問題文の画像
   1 .
フレミングの右手の法則
   2 .
クーロンの法則
   3 .
フレミングの左手の法則
   4 .
キルヒホッフの法則
( 第一種 電気工事士試験 平成30年度(2018年)(追加試験分) 一般問題 問1 )

この過去問の解説 (3件)

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[ 解答 3 ]
[ 解説 ]

今回の問題は、磁界中に電流を流した時の磁界の向き、電流の向き、電磁力の向きに関する法則を尋ねています。
→ よって「3」のフレミングの左手の法則が正解です。

その他の法則は下記の通りです。

「1」:フレミングの右手の法則は、磁界中で導体を動かした時の磁界の向き、電流の向き、電磁力の向きを表す法則です。
「2」:クーロンの法則は、荷電粒子間に働く力に関する法則です。
「4」:キルヒホッフの法則は、第1法則と第2法則があります。
・第1法則は、「接続点に流入すると電流と流出する電流は等しい」
・第2法則は、「閉鎖回路の電圧(起電力)の和と電圧降下の和が等しい」

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この問題は、導体に働く磁束と電流によって発生する電磁力の方向を示す法則の名称として正しいのはどれか訊いています。

1.フレミングの右手の法則は、導体に磁束(磁界)が働いているとき、導体をある速度で動かした時に発生する起電力の向きを表す為の法則になるので誤りです。

2.クーロンの法則は、二つの電荷や磁荷によって発生する静電力や磁気力の大きさについて求める法則なので誤りです。

3.フレミングの左手の法則は、電流と磁界の方向から電磁力が発生する向きを表す法則なので正しいです。

4.キルヒホッフの法則は、電流についての第一法則と、電圧についての第二法則を指すので誤りです。

よって正解は、3番になります。
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正解は3番です。

各選択肢を解説します。

1 .フレミングの右手の法則

フレミング右手の法則は、

磁界中にある導体が動いた場合に、

発生する起電力の方向を知る為に用いられます。

発電機の原理の大元となる法則です。

文章で表すのは難しいので詳しくは省きますが

右手の親指が導体の動いた方向

人差し指が磁束の方向

中指が起電力の方向を表します。

一般には中指から順番に電、磁、力つまり電磁力として覚えると良いと言われたりします。

これは左手の法則も同様ですから参考にして下さい。

誘導起電力は次の式で求められます。

e=Bℓv

e:起電力[V]

B:磁束密度[T]

ℓ:導体の長さ[m]

v:導体の速度[m/s]

2 .クーロンの法則

クーロンの法則とは、

二つの電荷もしくは磁荷間で、

+同士や-同士(つまり同極)では引力(引き合う力)、

+と-間(違極)では斥力(反発する力)が発生します。

それをクーロン力(静電気力等とも言われる)と言いますが、

これは電荷の電荷量や電化間の距離により大きさが変わります。

これらの関係を表す法則をクーロンの法則と言います

クーロン力F[N]は次の式で求められます。

F=k(Q1Q2/r2)

k:比例定数

Q:電荷量

r:電荷間の距離

3 .フレミングの左手の法則

フレミング左手の法則は、

ある磁界中にある導体に電流を流した時に,

発生する力の方向(電磁力の方向)を知る為に用いられます。

これは電動機(モーター)の原理の大元となる法則です。

左手の親指が力の向き

人差し指が磁界の方向

中指が電流の方向を指します。

発生する電磁力F[N]は次の式で求めます。

F=BIℓ

B:磁束密度

I:電流[A]

ℓ:導体の長さ[m]

ですからこの問の答えは3番という事になります。

4 .キルヒホッフの法則

キルヒホッフの法則は第一と第二法則があり。

第一法則は、

任意の点に流れ込む電流の和は流れ出る電流の和と等しい

という事を表す法則。

(もしくは任意の接続点の電流の総和は0になるとも言われる事があります)

第二法則は、

ある閉回路において起電力と電圧降下の総和は等しい

という事を表す法則。

(もしくは起電力と電圧降下の総和は0になるとも言わる事もあります)

これら二つの法則をまとめてキルヒホッフの法則と言います。

電気を勉強していく上で重要な基本の法則となりますからぜひ覚えておいてください。

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