電験三種 令和4年度(2022) 下期 理論 問3 過去問解説

問3 《電磁気(直線電流のまわりの磁界)》
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. (1) (ア) N極 (イ) 放射状 (ウ) 電気力線 (エ) 距離の2乗
  2. (2) (ア) N極 (イ) 同心円状 (ウ) 電気力線 (エ) 距離の2乗
  3. (3) (ア) S極 (イ) 放射状 (ウ) 磁力線 (エ) 距離
  4. (4) (ア) N極 (イ) 同心円状 (ウ) 磁力線 (エ) 距離
  5. (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