電験三種 平成23年度(2011) 理論 問3 過去問解説
次の文章は，磁界中に置かれた導体に働く電磁力に関する記述である。
電流が流れている長さ $L$[m]の直線導体を磁束密度が一様な磁界中に置くと，フレミングの（ア）の法則に従い，導体には電流の向きにも磁界の向きにも直角な電磁力が働く。直線導体の方向を変化させて，電流の方向が磁界の方向と同じになれば，導体に働く力の大きさは（イ）となり，直角になれば，（ウ）となる。力の大きさは，電流の（エ）に比例する。
上記の記述中の空白箇所（ア），（イ），（ウ）及び（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）左手，（イ）最大，（ウ）零，（エ）2乗
- (2) （ア）左手，（イ）零，（ウ）最大，（エ）2乗
- (3) （ア）右手，（イ）零，（ウ）最大，（エ）1乗
- (4) （ア）右手，（イ）最大，（ウ）零，（エ）2乗
- (5) （ア）左手，（イ）零，（ウ）最大，（エ）1乗
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正解は(5)
使う公式
電線に働く力 $F = BIL\sin\theta$（F：力[N]、B：磁束密度[T]、I：電流[A]、L：長さ[m]、θ：電流と磁界の角度）
解説
【考え方】式 $F = BIL\sin\theta$ の $\sin\theta$ に注目します。θ は電流と磁界の向きの角度です。
■1 (ア) 力の向き
電流が磁界から受ける力（電磁力）の向きは、フレミングの左手の法則で決まります。→ (ア) 左手
右手の法則は、導体を動かして電圧が生まれる（発電機）ときの法則です。
■2 (イ)(ウ) 向きと力の大きさ
電流と磁界が同じ向きのとき、$\theta = 0^\circ$ で $\sin 0^\circ = 0$ です。→ (イ) 零
直角のとき、$\sin 90^\circ = 1$ で、力は一番大きくなります。→ (ウ) 最大
■3 (エ) 電流との関係
式の中で I は1回だけかけられているので、力は電流の1乗に比例します。→ (エ) 1乗
2乗ではありません。
答えは(5)ピヨ。
出典：平成23年度（2011） 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