電験三種 令和4年度(2022) 下期 理論 問3 過去問解説
無限に長い直線状導体に直流電流を流すと,導体の周りに磁界が生じる。この磁界中に小磁針を置くと,小磁針の (ア) は磁界の向きを指して静止する。そこで,小磁針を磁界の向きに沿って少しずつ動かしていくと,導体を中心とした (イ) の線が得られる。この線に沿って磁界の向きに矢印をつけたものを (ウ) という。
また,磁界の強さを調べてみると,電流の大きさに比例し,導体からの (エ) に反比例している。
上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして,正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) (ア) N極 (イ) 放射状 (ウ) 電気力線 (エ) 距離の2乗
- (2) (ア) N極 (イ) 同心円状 (ウ) 電気力線 (エ) 距離の2乗
- (3) (ア) S極 (イ) 放射状 (ウ) 磁力線 (エ) 距離
- (4) (ア) N極 (イ) 同心円状 (ウ) 磁力線 (エ) 距離
- (5) (ア) S極 (イ) 同心円状 (ウ) 磁力線 (エ) 距離の2乗
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正解は(4)
解説
【考え方】直線電流のまわりの磁界 $H = \dfrac{I}{2\pi r}$(I:電流[A]、r:導体からの距離[m])を知っていれば解けます。
■1 (ア) 小磁針の向き
小磁針(小さな方位磁石)の N 極は、磁界の向きを指します。→ (ア) N極
■2 (イ) 線の形
N 極の指す方へ少しずつ動かすと、導体を中心にした円がかけます。→ (イ) 同心円状
同心円は、中心が同じ円のことです。
「放射状」は中心から外へ広がる形で、点電荷のまわりの電気力線の形です。
■3 (ウ) 線の名前
この線に向きの矢印をつけたものが、磁力線です。→ (ウ) 磁力線
「電気力線」は電界(電気の力がはたらく場所)を表す線なので、ちがいます。
■4 (エ) 距離との関係
$H = \dfrac{I}{2\pi r}$ では、r が分母に1回だけあります。
なので、磁界の強さは距離に反比例します。→ (エ) 距離
「距離の2乗」に反比例するのは、点電荷のまわりの電界などです。
答えは(4)ピヨ。
出典:令和4年度(2022) 下期 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)理論 問3