第三種電気主任技術者の過去問
平成27年度（2015年）
理論 問3
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問題
第三種 電気主任技術者試験 平成27年度（2015年） 理論 問3 （訂正依頼・報告はこちら）
次の文章は、ある強磁性体の初期磁化特性について述べたものである。
磁界の向きに強く磁化され、比透磁率µrが1よりも非常に（ ア ）物質を強磁性体という。まだ磁化されていない強磁性体に磁界H［A/m］を加えて磁化していくと、磁束密度B［T］は図のように変化する。よって、透磁率µ［H/m］（＝B/H）も磁界の強さによって変化する。図から、この強磁性体の透磁率µの最大値はおよそµmax＝（ イ ）H/mであることが分かる。このとき、強磁性体の比透磁率はほぼµ、µr＝（ ウ ）である。点Ｐ以降は磁界に対する磁束密度の増加が次第に緩くなり、磁束密度はほぼ一定の値となる。この現象を（ エ ）という。
磁界の向きに強く磁化され、比透磁率µrが1よりも非常に（ ア ）物質を強磁性体という。まだ磁化されていない強磁性体に磁界H［A/m］を加えて磁化していくと、磁束密度B［T］は図のように変化する。よって、透磁率µ［H/m］（＝B/H）も磁界の強さによって変化する。図から、この強磁性体の透磁率µの最大値はおよそµmax＝（ イ ）H/mであることが分かる。このとき、強磁性体の比透磁率はほぼµ、µr＝（ ウ ）である。点Ｐ以降は磁界に対する磁束密度の増加が次第に緩くなり、磁束密度はほぼ一定の値となる。この現象を（ エ ）という。
- （ア）大きい （イ）7. 5 ✕ 10ー3 （ウ）6.0 ✕ 103 （エ）磁気飽和
- （ア）小さい （イ）7. 5 ✕ 10ー3 （ウ）9.4 ✕ 10ー9 （エ）残留磁気
- （ア）小さい （イ）1. 5 ✕ 10ー2 （ウ）9.4 ✕ 10ー9 （エ）磁気遮へい
- （ア）大きい （イ）7. 5 ✕ 10ー3 （ウ）1.2 ✕ 104 （エ）磁気飽和
- （ア）大きい （イ）1. 5 ✕ 10ー2 （ウ）1.2 ✕ 104 （エ）残留磁気
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この過去問の解説 （3件）
01
グラフの中で一番透磁率B/Hが大きそうなポイントを選ぶとB=1.5[T]、H=２×10^2[A/m]なので
（イ）μmax=B/H=7.5×10^(-3)[H/m]
μmaxはμ0とμrの積なので、μmaxをμ0で割ると
μr=6×10^3
磁界に対する磁束密度の増加が緩やかになり、一定になることを磁束飽和といいます。
以上より答えは（１）になります。
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02
（ア）
比透磁率µrが1よりも非常に「大きい」物質を強磁性体といいます。
（イ）
透磁率µ［H/m］（＝B/H）のおよその最大値を図から求める問題です。
傾きが最大付近の値を図から読み取ると
B=1.5[T]
H=2*10^2[A/m]
です。
従って、
μmax＝1.5/(2*10^2)= 7.5*10^-3[H/m]
となります。
（ウ）
比透磁率μrは真空の透磁率μo＝4π*10^-7[H/m]の何倍かを示す、単位のない値です。従って下記の式で求まります。
μr＝μmax/μo=(7.5*10^-3) / (4π*10^-7)
≒6*10^3
となります。
（エ）
磁界が強くなっても、磁束が増加しなくなる現状を「磁気飽和」といいます。
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03
この問題で覚えておくべき公式は、下記のとおりです。
µ＝B/H
µr＝µ/µ0
それでは、各設問を見ていきましょう。
（ア）比透磁率が１より非常に大きい物質は、「強磁性体」と呼ばれます。
（イ）BH 曲線の最大を求めることになりますが、
傾きが大きい箇所を探します。
B=1.5、H=2*102が最大であると読み取れるので、
公式に代入していきます。
µmax＝B/H＝1.5/2*102=7.5*10-3
（ウ）公式 µr＝µ/µ0 に代入していきましょう。
µr＝µ/µ0=7.5*10-3/4π*10-7＝6.0*103
（エ）磁界が増加していても、磁束密度が一定のままとなっている状態は、
「磁気飽和」と呼ばれています。
すべて当てはまっているため、正解です。
この問題は、公式を知っていることに加え、
BH曲線の特性を理解しておく必要があります。
難しい計算問題ではないため、必ず得点源にしましょう。
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