電験三種 平成22年度(2010) 理論 問3 過去問解説

問3 《電磁誘導(動く導体棒に流れる電流)》
紙面に平行な水平面内において,0.6[m]の間隔で張られた2本の直線状の平行導線に 10[Ω]の抵抗が接続されている。この平行導線に垂直に,図に示すように,直線状の導体棒PQを渡し,紙面の裏側から表側に向かって磁束密度 $B = 6 \times 10^{-2}$[T]の一様な磁界をかける。ここで,導体棒PQを磁界と導体棒に共に垂直な矢印の方向に一定の速さ $v = 4$[m/s]で平行導線上を移動させているときに,10[Ω]の抵抗に流れる電流 $I$[A]の値として,正しいのは次のうちどれか。 ただし,電流の向きは図に示す矢印の向きを正とする。また,導線及び導体棒PQの抵抗,並びに導線と導体棒との接触抵抗は無視できるものとする。
問3の図
  1. (1) $-0.0278$
  2. (2) $-0.0134$
  3. (3) $-0.0072$
  4. (4) 0.0144
  5. (5) 0.0288
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正解は(4)
使う公式
動く導体の起電力 $e = Blv$(e:起電力(電気を押す力)[V]、B:磁束密度[T]、l:導体の長さ[m]、v:速さ[m/s]) オームの法則 $I = \dfrac{e}{R}$(R:抵抗[Ω])
解説
【考え方】磁界の中で導体を動かすと、起電力が生まれます。大きさは $Blv$、向きはフレミングの右手の法則で決まります。 ■1 起電力の向き 解説の図 右手の親指を動く向き(右)、人さし指を磁界の向き(裏→表)に向けます。 中指は P から Q の向き(下向き)です。 ■2 起電力の大きさ $B = 6 \times 10^{-2}\,\mathrm{T}$、$l = 0.6\,\mathrm{m}$、$v = 4\,\mathrm{m/s}$ です。 $e = 6 \times 10^{-2} \times 0.6 \times 4 = 0.144\,\mathrm{V}$ ■3 抵抗に流れる電流 解説の図 電流は棒の中を P→Q と流れ、下の線を左へ進み、抵抗を下から上へ通ります。図の矢印と同じ向きなので正です。 $I = \dfrac{0.144}{10} = 0.0144\,\mathrm{A}$ 答えは(4)ピヨ。
出典:平成22年度(2010) 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