ホーム / 2022年度 下期 理論 問4 第三種電気主任技術者 ・ 2022年度 下期 ・ 理論
2022年度 下期 理論 問4
図のように、無限に長い3本の直線状導体が真空中に10cmの間隔で正三角形の頂点の位置に置かれている。3本の導体にそれぞれ7Aの直流電流を同一方向に流したとき、各導体1m当たりに働く力の大きさ F 0 F_{0} F 0 の値 [N/m]として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。 ただし、無限に長い2本の直線状導体を r r r [m] 離して平行に置き、2本の導体にそれぞれ I I I [A]の直流電流を同一方向に流した場合、各導体1m当たりに働く力の大きさ F F F の値 [N/m]は、次式で与えられるものとする。F = 2 I 2 r × 10 − 7 F=\dfrac{2I^{2}}{r}\times10^{-7} F = r 2 I 2 × 1 0 − 7
出典:第三種電気主任技術者 2022年度 下期 理論 問4
回答を選ぶ 選択すると結果を表示 1 0
2 9.80 × 10 − 5 9.80\times10^{-5} 9.80 × 1 0 − 5
3 1.70 × 10 − 4 1.70\times10^{-4} 1.70 × 1 0 − 4
4 1.96 × 10 − 4 1.96\times10^{-4} 1.96 × 1 0 − 4
5 2.94 × 10 − 4 2.94\times10^{-4} 2.94 × 1 0 − 4
あとで見直す見直しを保存するには、設定で端末内の記録をON にしてください。
正答・解説を確認する 正答:(3) 要点 正解は(3)。同方向電流の導体どうしには引力が働きます。頂点の導体に働く2本の力は大きさが等しく、なす角が60°なので、合力を 2 f cos 30 ∘ 2f\cos30^\circ 2 f cos 3 0 ∘ で求める点が決め手です。
詳細解説を読む 1つの導体(頂点)に着目する。他の2つの導体(底辺の2点)からの力を考える。 電流はすべて同一方向なので、導体間には引力が働く。 各導体間の力 f f f の大きさは、f = 2 × 7 2 0.10 × 10 − 7 = 98 0.1 × 10 − 7 = 9.8 × 10 − 5 [N/m] f = \dfrac{2 \times 7^{2}}{0.10} \times 10^{-7} = \dfrac{98}{0.1} \times 10^{-7} = 9.8 \times 10^{-5} \text{ [N/m]} f = 0.10 2 × 7 2 × 1 0 − 7 = 0.1 98 × 1 0 − 7 = 9.8 × 1 0 − 5 [N/m] 着目する導体には、他の2本の導体からそれぞれ大きさ f f f の引力が働く。正三角形の配置なので、この2つの力のなす角は 60 ∘ 60^{\circ} 6 0 ∘ である。 合力 F 0 F_{0} F 0 は、F 0 = 2 f cos 30 ∘ = 3 f F_{0} = 2f \cos 30^{\circ} = \sqrt{3} f F 0 = 2 f cos 3 0 ∘ = 3 f F 0 = 1.732 × 9.8 × 10 − 5 ≈ 16.97 × 10 − 5 = 1.697 × 10 − 4 [N/m] F_{0} = 1.732 \times 9.8 \times 10^{-5} \approx 16.97 \times 10^{-5} = 1.697 \times 10^{-4} \text{ [N/m]} F 0 = 1.732 × 9.8 × 1 0 − 5 ≈ 16.97 × 1 0 − 5 = 1.697 × 1 0 − 4 [N/m] 最も近い値は 1.70 × 10 − 4 1.70 \times 10^{-4} 1.70 × 1 0 − 4 である。