2024年度上期理論問3の問題・正答・解説

2024年度上期理論問3

問題文

磁気に関する量とその単位記号 (SI 基本単位及び組立単位による表し方)の組合せとして、誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

出典：第三種電気主任技術者 2024年度上期理論問3

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正解は(2)。誤りは磁束の単位で、ウェーバは $\mathrm{V \cdot s}$ です。各量を定義式に戻して単位を追えば、他の組合せが正しいことも確認できます。

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正解は(2)です。
磁束の単位だけが崩れており、ウェーバとボルト秒の関係を正しく言えるかがポイントです。

各単位を検証します。

インダクタンス: $L = \dfrac{\phi}{I}$ より $[Wb/A]$ 。正しい。
磁束: ファラデーの法則 $e = -\dfrac{d\phi}{dt}$ より $[V] = [Wb/s]$ 、したがって $[Wb] = [V \cdot s]$ です。選択肢は $V/s$ となっているので誤りです。
磁界の強さ: アンペールの法則などより $[A/m]$ 。正しい。
磁気抵抗: $R_m = \dfrac{NI}{\phi}$ より $[A/Wb]$ 。一方、インダクタンス $L = \dfrac{N^2}{R_m}$ なので、磁気抵抗の単位はヘンリーの逆数 $[H^{-1}]$ と等価です。正しい。
透磁率: $L = \dfrac{\mu S}{l}$ より $[H] = [\mu] \cdot [m]$ 、よって $[\mu] = [H/m]$ 。正しい。
以上より、選択肢(2)が正解です。