電験3種過去問【2013年理論 問3】

2020年8月14日

【電磁気】磁界・磁束に関する知識《正誤問題》

磁界及び磁束に関する記述として、誤っているものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

(1)1[m]当たりの巻数がNの無限に長いソレノイドに電流I[A]を流すと、ソレノイドの内部には磁界H=NI[A/m]が生じる。磁界の大きさは、ソレノイドの寸法や内部に存在する物質の種類に影響されない。

(2)均一磁界中において、磁界の方向と直角に置かれた直線状導体に直流電流を流すと、導体には電流の大きさに比例した力が働く。

(3)2本の平行な直線状導体に反対向きの電流を流すと、導体には導体間距離の2乗に反比例した反発力が働く。

(4)フレミングの左手の法則では、親指の向きが導体に働く力の向きを示す。

(5)磁気回路において、透磁率は電気回路の導電率に、磁束は電気回路の電流にそれぞれ対応する。

解答と解説はこちら

解答

(3)

解説

(3)2本の平行な直線状導体に反対向きの電流を流すと、導体には導体間距離の1乗に反比例した反発力が働く。

電流I[A]が流れる直線導体のから距離r[m]はなれた点の磁界の強さHは
H = I/(2πr)となる。この点において、もう一方の直線導体にも電流I[A]が流れているとすると、そこに働く力は

F=μHIl[N]

l[m]は導体の長さであるが、単位長さ当たりに働く力を考えるとl=1[m]となり、
F=μHIl=μI²/(2πr)[N]

つまり導体間距離の1乗に反比例した力が働く。