第三種電気主任技術者・2016年度・理論

2016年度 理論 問3

図のように、長い線状導体の一部が点Pを中心とする半径 rr [m] の半円形になっている。この導体に電流 II [A] を流すとき、点Pに生じる磁界の大きさ HH [A/m] はビオ・サバールの法則より求めることができる。 HH を表す式として正しいものを、次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

2016年度 理論 問3の問題図1

出典:第三種電気主任技術者 2016年度 理論 問3

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正答:(2)

要点

正解は(2)。点Pに対して、直線部分は電流の向きが点Pへ向かう線、あるいは点Pから離れる線上にあるため、ビオ・サバールの法則により磁界を作りません。したがって、半円部分のみが磁界を作ります。半径 rr の円形コイルの中心の磁界は H=I2rH = \dfrac{I}{2r} です。

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点Pに対して、直線部分は電流の向きが点Pへ向かう線、あるいは点Pから離れる線上にあるため、ビオ・サバールの法則により磁界を作りません。
したがって、半円部分のみが磁界を作ります。
半径 rr の円形コイルの中心の磁界は H=I2rH = \dfrac{I}{2r} です。
半円形コイルの場合はその半分となるため、
H=12×I2r=I4r H = \dfrac{1}{2} \times \dfrac{I}{2r} = \dfrac{I}{4r}
となります。

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