電験三種 令和3年度(2021) 理論 問4 過去問解説
次の文章は，電磁誘導に関する記述である。
図のように，コイルと磁石を配置し，磁石の磁束がコイルを貫いている。
1. スイッチSを閉じた状態で磁石をコイルに近づけると，コイルには（ア）の向きに電流が流れる。
2. コイルの巻数が200であるとする。スイッチSを開いた状態でコイルの断面を貫く磁束を0.5 sの間に10 mWbだけ直線的に増加させると，磁束鎖交数は（イ）Wbだけ変化する。また，この0.5 sの間にコイルに発生する誘導起電力の大きさは（ウ）Vとなる。ただし，コイル断面の位置によらずコイルの磁束は一定とする。
上記の記述中の空白箇所（ア）〜（ウ）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）①，（イ）2，（ウ）2
- (2) （ア）①，（イ）2，（ウ）4
- (3) （ア）①，（イ）0.01，（ウ）2
- (4) （ア）②，（イ）2，（ウ）4
- (5) （ア）②，（イ）0.01，（ウ）2
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正解は(4)
使う公式
レンツの法則 誘導電流は、磁束の変化をじゃまする向きに流れる
誘導起電力 $e = \dfrac{\Delta(N\Phi)}{\Delta t}$（N：巻数、Φ：磁束[Wb]、NΦ：磁束鎖交数[Wb]、Δt：時間[s]）
解説
【考え方】電流の向きはレンツの法則で、起電力は「磁束鎖交数（巻数×磁束）の変化 ÷ 時間」で求めます。
■1 (ア) 電流の向き
磁石を近づけると、コイルを左向きに通る磁束が増えます。
コイルは、それを打ち消す右向きの磁束を作ろうとします。
右向きの磁束を作るには、図の②の向きに電流が流れます（右ねじの法則）。→ (ア) ②
■2 (イ) 磁束鎖交数の変化
10 mWb ＝ $10 \times 10^{-3}\,\mathrm{Wb}$ ＝ 0.01 Wb です。
$\Delta(N\Phi) = 200 \times 0.01 = 2\,\mathrm{Wb}$ → (イ) 2
■3 (ウ) 誘導起電力
$e = \dfrac{2}{0.5} = 4\,\mathrm{V}$ → (ウ) 4
答えは(4)ピヨ。
出典：令和3年度（2021） 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4