// google adsence用 電験2種過去問【2017年機械 問4】 | 電気主任技術者のいろは

電験2種過去問【2017年機械 問4】

2022年8月23日

【電熱】誘導加熱に関する記述《空所問題》

 次の文章は、誘導加熱に関する記述である。文中の\(\fbox{空所欄}\)に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。
 一般に、被加熱物が絶縁体の場合、直流電界を印加しても電流が流れず、加熱されない。しかし、被加熱物中の電子、イオン、電気双極子のような荷電体においては、印加される直流電界によって\(\fbox{(1)}\)を生じる。電界が交番電界の場合には、電界の往復的な変化に応じて、\(\fbox{(1)}\)も往復的に連続して発生する。
 絶縁体の誘電率\(\epsilon\)は複素数を用いて、一般に次式で表される。
 \(\epsilon=\epsilon’-j\epsilon”\) …①
交番周波数を上げていくと、交番電界の時間変化に\(\fbox{(1)}\)が追いつかなくなり、遅れが生じ始める。この遅れによって電力損失が発生し、被加熱物が加熱される。①式において、\(\fbox{(2)}\)はこの遅れを表している。発生する熱量は\(\fbox{(2)}\)が一定と見なせる場合には交番周波数に
\(\fbox{(3)}\)。また、印加する交番電界強度の\(\fbox{(4)}\)に比例する。
 マイクロ波を利用する電子レンジは誘導加熱の代表的な例の一つである。電子レンジでは、被加熱物を構成する荷電帯のうち、\(\fbox{(5)}\)による発熱によって加熱される。

[問4の解答群]

\(\small{\begin{array}{ccc}
(イ)&\epsilon’&(ロ)&誘電分極&(ハ)&無関係である\\
(ニ)&3乗&(ホ)&電気双極子&(ヘ)&渦電流\\
(ト)&\epsilon”&(チ)&反比例する&(リ)&電子\\
(ヌ)&比例する&(ル)&\sqrt{\epsilon’^2+\epsilon”^2}&(ヲ)&トンネル効果\\
(ワ)&イオン&(カ)&4乗&(ヨ)&2乗\\
\end{array}}\)

解答と解説はこちら

解答

\(\small{\begin{array}{cc}
\hline(1)&(ロ)&誘電分極\\
\hline(2)&(ト)&\epsilon”\\
\hline(3)&(ヌ)&比例する\\
\hline(4)&(ヨ)&2乗\\
\hline(5)&(ホ)&電気双極子\\
\hline\end{array}}\)

解説

 一般に、被加熱物が絶縁体の場合、直流電界を印加しても電流が流れず、加熱されない。しかし、被加熱物中の電子、イオン、電気双極子のような荷電体においては、印加される直流電界によって\(\fbox{(ロ)誘電分極}\)を生じる。電界が交番電界の場合には、電界の往復的な変化に応じて、\(\fbox{(ロ)誘電分極}\)も往復的に連続して発生する。
 絶縁体の誘電率\(\epsilon\)は複素数を用いて、一般に次式で表される。
 \(\epsilon=\epsilon’-j\epsilon”\) …①
交番周波数を上げていくと、交番電界の時間変化に\(\fbox{(ロ)誘電分極}\)が追いつかなくなり、遅れが生じ始める。この遅れによって電力損失が発生し、被加熱物が加熱される。①式において、\((ト)\epsilon”\)はこの遅れを表している。発生する熱量は\((ト)\epsilon”\)が一定と見なせる場合には交番周波数に
\(\fbox{(ヌ)比例する}\)。また、印加する交番電界強度の\(\fbox{(ヨ)2乗}\)に比例する。
 マイクロ波を利用する電子レンジは誘導加熱の代表的な例の一つである。電子レンジでは、被加熱物を構成する荷電帯のうち、\(\fbox{(ホ)電気双極子}\)による発熱によって加熱される。