第三種電気主任技術者の過去問
令和元年度(2019年)
理論 問4
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問題
第三種 電気主任技術者試験 令和元年度(2019年) 理論 問4 (訂正依頼・報告はこちら)
図のように、磁路の長さl = 0.2m、断面積S = 1 ×10-4m2の環状鉄心に巻数N = 8000の銅線を巻いたコイルがある。このコイルに直流電流I = 0.1Aを流したとき、鉄心中の磁束密度はB = 1.28Tであった。このときの鉄心の透磁率µの値[H/m]として、最も近いものを次の( 1 )〜( 5 )のうちから一つ選べ。
ただし、コイルによって作られる磁束は、鉄心中を一様に通り、鉄心の外部に漏れないものとする。
ただし、コイルによって作られる磁束は、鉄心中を一様に通り、鉄心の外部に漏れないものとする。
- 1.6 × 10-4
- 2.0 × 10-4
- 2.4 × 10-4
- 2.8 × 10-4
- 3.2 × 10-4
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この過去問の解説 (2件)
01
【解説】
アンペア周回積分の法則より
NI=HL
H=NI/L ・・・①
という関係が導けます。
また、磁界の強さについては
B=μH ・・・②
という関係があるので、②式に①式を代入します。
B=μNI/L
よって、
μ=BL/(NI)
と整理できます。
【計算】
μ=BL/(NI) より
=1.28*0.2/(8000*0.1)
=3.2*10^-4[H/m]
となります。
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02
起磁力Fm、磁気抵抗Rm、磁束Φを用いると、下記の関係式が成立します。
Fm=Rm×Φ[Wb]
ここで、
起磁力Fm=電流I×コイルの巻き数N
磁気抵抗Rm=磁路長L/(断面積S×透磁率μ)
磁束Φ=磁束密度B×断面積S
これを代入すると、
Fm=Rm×Φ[Wb]
電流I×コイルの巻き数N=磁路長L/(断面積S×透磁率μ)×磁束密度B×断面積S
これを変形して、
透磁率μ=磁路長L/(断面積S×電流I×コイルの巻き数N)×磁束密度B×断面積S
=0.2[m]/(1 ×10^-4[m^2]×0.1[A]×8000[回])×1.28[T]×1 ×10^-4[m^2]
=3.2×10^-4
よって、(5)が正解です。
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