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。
問題文の画像
  • 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

正解は5番の、3.2*10^-4[H/m]です。


【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

磁気回路の問題です。

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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