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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

問題

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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。
問題文の画像
   1 .
(ア)大きい (イ)7. 5 ✕ 10ー3 (ウ)6.0 ✕ 103 (エ)磁気飽和
   2 .
(ア)小さい (イ)7. 5 ✕ 10ー3 (ウ)9.4 ✕ 10ー9 (エ)残留磁気
   3 .
(ア)小さい (イ)1. 5 ✕ 10ー2 (ウ)9.4 ✕ 10ー9 (エ)磁気遮へい
   4 .
(ア)大きい (イ)7. 5 ✕ 10ー3 (ウ)1.2 ✕ 104 (エ)磁気飽和
   5 .
(ア)大きい (イ)1. 5 ✕ 10ー2 (ウ)1.2 ✕ 104 (エ)残留磁気
( 第三種 電気主任技術者試験 平成27年度(2015年) 理論 問3 )
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この過去問の解説 (3件)

12
比透磁率が1より(ア)大きい物質を強磁性体といいます。

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。

付箋メモを残すことが出来ます。
5
正しい組み合わせは1番です。

(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。

0

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。

選択肢1. (ア)大きい (イ)7. 5 ✕ 10ー3 (ウ)6.0 ✕ 103 (エ)磁気飽和

すべて当てはまっているため、正解です。

まとめ

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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