電験三種 平成26年度(2014) 機械 問11 過去問解説
次の文章は，電子レンジ及び電磁波加熱に関する記述である。
一般に市販されている電子レンジには，主に（ア）の電磁波が使われている。この電磁波が電子レンジの加熱室に入れた被加熱物に照射されると，被加熱物は主に電磁波の交番電界によって被加熱物自体に生じる（イ）によって被加熱物自体が発熱し，加熱される。被加熱物が効率よく発熱するためには，被加熱物は水などの（ウ）分子を含む必要がある。また，一般に，（イ）は電磁波の周波数に（エ），被加熱物への電磁波の浸透深さは電磁波の周波数が高いほど（オ）。
上記の記述中の空白箇所（ア），（イ），（ウ），（エ）及び（オ）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）数GHz，（イ）誘電損，（ウ）有極性，（エ）無関係で，（オ）小さい
- (2) （ア）数GHz，（イ）誘電損，（ウ）有極性，（エ）比例し，（オ）小さい
- (3) （ア）数MHz，（イ）ジュール損，（ウ）無極性，（エ）無関係で，（オ）大きい
- (4) （ア）数MHz，（イ）誘電損，（ウ）無極性，（エ）比例し，（オ）大きい
- (5) （ア）数GHz，（イ）ジュール損，（ウ）有極性，（エ）比例し，（オ）大きい
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正解は(2)
解説
【考え方】電子レンジは、向きが入れかわる電界で水の分子をゆさぶり、その「誘電損」で物自体を発熱させます。
覚えるポイント：誘電加熱の発熱は $P \propto f\varepsilon_{\mathrm{r}}\tan\delta \, E^2$（f：周波数、ε_r：比誘電率、tanδ：誘電正接、E：電界の強さ）。
■1 使う電磁波 (ア)
電子レンジは、2.45 GHz（数 GHz）のマイクロ波を使います。→ (ア) 数GHz
■2 発熱のしくみ (イ)(ウ)
交番電界（向きが入れかわる電界）で物の中の分子がゆさぶられ、誘電損として熱が出ます。→ (イ) 誘電損
ジュール損は、電流が抵抗を流れるときの熱なので、ちがいます。
水のように、＋と−にかたよった有極性分子がよく発熱します。→ (ウ) 有極性
■3 周波数との関係 (エ)(オ)
誘電損は、周波数に比例します。→ (エ) 比例し
周波数が高いほど、表面で多く熱になるので、電磁波は奥まで届きにくくなります。→ (オ) 小さい
答えは(2)ピヨ。
出典：平成26年度（2014） 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）機械 問11