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1級電気工事施工管理技士の過去問 平成30年度(2018年) (旧)平成30年度 問2

問題

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図のように、円形コイルに磁束を加えるときの起電力に関する記述として、不適当なものはどれか。
問題文の画像
   1 .
円形コイルと鎖交しない磁束は、起電力の発生に関与しない。
   2 .
磁束が増加したとき、アの方向に電流を流す起電力が発生する。
   3 .
円形コイルの巻数を増やすと、起電力は大きくなる。
   4 .
加えている磁束を時間に正比例して増加させると、起電力も増加する。
( 1級 電気工事施工管理技術検定試験 平成30年度(2018年) 問2 )
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この過去問の解説 (3件)

36
正解は4です。

1.円形コイルと鎖交しない磁束(コイルの外側のある磁束)は、起電力の発生に関与しません。

2.レンツの法則より下向きの磁束が発生するような電流の向きを考えればいいので、右ねじの法則を用いるとアの方向に電流を流すように起電力が発生するとわかります。

3.コイルの巻数を増やすと発生する誘導起電力が大きくなります。
また、磁石を速く動かしたり、磁石の磁力が強いときも起電力は大きくなります。
 
4.磁束が時間に比例して増加しているということは、磁束の変化の割合は一定なので、ファラデーの電磁誘導の法則より起電力も一定になります。

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17
正解は、4 です。

コイルに鎖交する磁束の変化によって起電力が生じますが、この起電力は磁束の「変化率」に比例して生じます。
(ファラデーの誘導法則)

つまり変化率が一定のまま増加するのであれば、起電力は一定のままであるため、4 の記述が不適当です。

なお他の、1・2・3 は、いずれも正しく述べています。

6

コイルとコイルを貫く磁束との電磁誘導の関係に関する問題です。

選択肢1. 円形コイルと鎖交しない磁束は、起電力の発生に関与しない。

コイルを貫かない磁束では、時間的変化があっても、起電力は発生しません。

選択肢2. 磁束が増加したとき、アの方向に電流を流す起電力が発生する。

コイルを貫く磁束が時間とともに変化すると、電磁誘導によって、起電力が発生します。起電力の向きは、レンツの法則によってコイルの鎖交磁束の変化を妨げる方向に流れます。

したがって、アの方向に起電力が流れます。

選択肢3. 円形コイルの巻数を増やすと、起電力は大きくなる。

起電力 e は、時間 Δt 間に Δφ の磁束変化があれば、コイルの巻き数を N として、次のように表されます。

e = -N Δφ/Δt

したがって、コイルの巻き数を増やせば、Δφ/Δt によって発生する起電力は大きくなります。

選択肢4. 加えている磁束を時間に正比例して増加させると、起電力も増加する。

×

加えている磁束の変化は前の式から Δφ が、自家の変化 Δt に比例すれば、Δφ/Δt は、定数になるため、起電力の変化はありません。

「起電力も増加」は誤りです。

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