令和6年度上期第三種電気主任技術者試験 理論(電気技術者試験センター)問3
理論
磁束に関する問題
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磁気に関する量とその単位記号(SI 基本単位及び組立単位による表し方)の組合せとして,誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
| 量 | 単位記号 | |
|---|---|---|
| (1) | インダクタンス | Wb/A |
| (2) | 磁束 | V/s |
| (3) | 磁界の強さ | A/m |
| (4) | 磁気抵抗 | H⁻¹ |
| (5) | 透磁率 | H/m |
- 1量 インダクタンス 単位記号 Wb/A
- 2量 磁束 単位記号 V/s
- 3量 磁界の強さ 単位記号 A/m
- 4量 磁気抵抗 単位記号 H⁻¹
- 5量 透磁率 単位記号 H/m
答えと解説
✓ これが正解2量 磁束 単位記号 V/s
解説
磁束の単位WbはV·s(電圧×時間)で、V/sではありません。
ファラデーの電磁誘導の法則e=-dΦ/dt(Φは磁束、tは時間)から、磁束の時間変化の割合が電圧になります。したがって磁束の単位ウェーバ(Wb)は、電圧と時間の積のV·s(ボルト秒)です。V/sは電圧を時間で割った量で、磁束の単位にはなりません。
ほかの組合せを確かめます。インダクタンスLはΦ=LIの比例定数で、電流1 Aあたりの磁束なのでWb/A(=H)です。磁界の強さHは、起磁力(巻数×電流)を磁路の長さで割ったものでA/mです。磁気抵抗は起磁力(A)を磁束(Wb)で割ったA/Wbで、Wb/A=Hの逆数なのでH⁻¹と表せます。透磁率はインダクタンスの単位を長さで割った形のH/mで表します。
したがって誤っているのは、磁束の単位をV/sとする組合せです。
磁束は電圧と時間の積、と誘導起電力の式から逆算できるようにしておくと、単位の組合せの問で迷いません。
ほかの選択肢の解説
- 1量 インダクタンス 単位記号 Wb/A:インダクタンスは、Φ=LIの比例定数で、電流1 Aを流したときに生じる磁束の量です。磁束を電流で割るのでWb/Aとなり、これはヘンリー(H)と同じ単位なので、正しい組合せです。
- 3量 磁界の強さ 単位記号 A/m:磁界の強さは、コイルの巻数と電流の積(起磁力)を磁路の長さで割ったNI/lで求められるので、単位はA/mです。この組合せは正しく、誤りを含んでいません。
- 4量 磁気抵抗 単位記号 H⁻¹:磁気抵抗は起磁力を磁束で割ったものなので、単位はA/Wbです。インダクタンスの単位H=Wb/Aのちょうど逆数にあたるので、H⁻¹と書いても同じ意味になり、正しい組合せです。
- 5量 透磁率 単位記号 H/m:透磁率は、物質の磁束の通しやすさを表す量で、インダクタンスの単位Hを長さmで割ったH/mで表されます。真空の透磁率もこの単位で表すので、正しい組合せです。
出典:令和6年度上期第三種電気主任技術者試験 理論 問3(電気技術者試験センター)。1問ずつ解ける形に加工しています(B問題の共通の文と図を小問ごとに複写・図と式を問題冊子から切り出して画像で掲載・1行で書ける式を字に書き直し)。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。
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