電験三種過去問対策★15年分理論を分析しました・: 電験三種基礎電磁気問題

過去10年分＋の過去問を調べた電磁気厳選１０問です。ただ
苦手とする受験者が多いジャンルは間違いありません。初め
ての方は必ず右サイドにある各基礎ページを習得してからで
ないと電磁気問題はキツいです。第二種電気工事士試験に合
格した方で解けるA問題もたまに出題されますが電磁気問題
だけは電験三種を勉強してる方しか解けない専門性のある
内容です。(このページで電磁気過去問対策は完璧)

磁気回路の長さL、断面積の公式は覚えておいてください
磁気計算では断面積を算出する事が割とある、単位を間
違えないでくださいね、それらから磁気抵抗R1を求めます。

違う条件からも磁気抵抗R2算出、R1=R2から電流を求めました。
解き方はわかるけど電磁気の計算は長くなるから私も疲れる！
でも理論計算は他人の計算を見て頭で理解しても、暗記物と違
いまずできないです。とにかく紙の上に書いて貴方も練習され
てください。

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rは正方形だからa/2、斜辺以外の2辺は同じだからこれは45
度の三角形、θ1とθ2は90度から45度を引いた角度です。
すると１辺からの磁界強さ式H0は①です。最後4倍した値が
正方形の中心磁界の強さH1、円形コイルの中心磁界の強さ
H2はＩ÷2rでこれは前も説明した様に丸暗記でいいです。
H1÷H2した倍率がこの問題の答えとなります。
4を√2で割ると？_4は√2を4回掛けた数字と私は考えました。

ビオサバールの法則で無限長配線による磁界の強さ
θ3は180-θ2だからこういう感じで変形されます。途中の結果
は>最後の赤線の結果だけ覚えておくといいと思います。

円の場合は長さはわかるので円全周による中心磁界の強さなら円周を掛けたらいいのです。結果、円形コイルによる磁界の強さは皆さんが公式集とかで見るこの形になります。覚えて済む事は暗記でパスするのが60点で合格する秘訣です。

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この問題から得られる事はあります、まずはフレミング
の左手の法則(F=BILsinθ)で2線間に働く力を考え更に
式を変形していきます。この形は今後も使えるので覚
えておいてください、模範解答集ではいきなりこの
変形後の式で解いていたので、今回補足しました。それ
をするのが私が今更、過去問を記事にする意味です。
それとF1-F2の分数計算の通分は意外と間違い易いため
これも最後まで載せました。

補足、上の式を更に変形すると、どこかで見た式になる！
そう２線間に働くあの公式です。_F=BILsinθ、B=μH
H=I/2πrの3個公式を再確認してください。通常は単位
m当たりの力ですが全体長では長さLの掛け算を忘れない事。
電験三種問題ではF=BILsinθのθはこの問題の様に90度
たぶんと思いますが、もしそうでない、つまり線の位置
関係が90度でない場合は考慮してください。60度ならば
√3/2を掛ける必要が発生します。

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中身はこんなに点の取りやすい問題ですが問われてる内容
が理解できないと無理、これは理解力という想像力に近い
もった単純に電気の事を問う問題にすべきと私は思います。
問題は磁界の中で導体を動かせば起電力が発生するつまり
フレミングの右手の法則で電圧を求めて、最後はオームの
法則で電流を求めます。

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この法則を電験三種計算で扱う場合はこう考えてください。
Lは中心に磁界を与える円周の長さ、今回は半円ですからH1
もしこれが同じ半径の完全なる円周ならH2の様になります。

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紙が黄色なのは父から大昔もらった問題集だからです。
この図がついてくる電磁気問題も電験三種で頻度が高い
必ず理解して使える状態にしておいてください。

R1が鉄心磁気抵抗、R2がエア磁気抵抗、cm2をm2にする
場合は10のマイナス4乗を掛けるのは暗記する事、以上
で計算できると思います、本解答の３倍丁寧に途中式
をすべて書きました。μ0やε0を使う計算は小さな値
を扱う計算力を要求されるので、落着いてしないとす
ぐ間違えてしまう点は注意してください。_後計算の流
れを真似てください。

ラストはオームの法則と同じ感じで行えます、NＩを機磁力
と言い起磁力はF=NIで表します、従い磁束φ=F÷Rです。
磁束φは磁束密度に断面積を掛けてφ=B×Aでも求められる!

8×32πの時点で8×30×3と暗算すると240の数値がわかる
2で始まる答えがない時は自分のその計算は間違えている。
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巻数Nの円形コイルの中心時間の強さは以下の公式です。
なぜかとなるとビオサバールの法則を積分しないといけ
ないので三種ではこういう公式は丸暗記してください。

φは磁束、Ｒは磁気抵抗、μは透磁率、Ｈは磁界の強さ
Aが断面積、Ｌは長さです。これらの公式も丸暗記で！
(電磁気の計算問題を解く上で最重要式)_それを知った
上でこう変形します。Lは半径r＋断面の半分d/2の円の
長さですからそれを2倍してπを掛けます。円の長さは
直径×πです。

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アンペアの周回路積分の法則からHL=NIという結論が
得られH=NI÷L、Lは円の円周、従い2πr、この事から
N=1として、IA流れてる時の距離r点の磁界の強さＨは
下式、真空の透磁率値μ0。前述した問題知識も参照
しフレミングの左手の法則F=BILsinθで求めます。
(BとLのなす角度は90度)_これは力で単位はN、更に
フレミングの右手の法則はE=BVLsinθで電圧なので
V単位です。式中のVはm/sで移動速度を意味します。

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2線間に働く電磁力F=2×10－7乗数×I1×I2÷距離、同じ
方向の電流間には吸引力が発生するのさえ知っていれば
正解できる問です。導体Aから受ける力F1=2×10－7乗数
×2×3÷2=6×10-7乗N/m、導体Cから受ける力F2=2×10
－7乗数×3×3×1=18×10-7乗N/mです。F1+F2=24×10-7
乗N/m=2.4×10-6乗N/mとなります。
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磁界の強さを求めてベクトル合成する問題です。

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図の様に２個のコイルを配置して電流を流した時のインダクタンス
はL1+L2±2KMとなる、Mは相互インダクタンス、Kは結合係数という
２個のコイル電流の向きが同じならL1+L2-2KM、違うならL1+L2+2KM
M=√L1L1の知識があるかがこの問題のポイントです。計算の流れは
わかると思います。