電験 4講座 Maxwells 方程式【理論】
今回もすこし難しいよ
鉄機械銅機械に続いて自己励磁現象を説明しようと思ってるけど、まずその前にマクスウェル方程式を説明するよ
よく理解してね
はい、お馴染みの4式
まぁ▽×でローテーション、▽•でダイバージェントと行ったりするよ
大学の数学では、座標には向きが存在するのさ
高校で言うベクトルですわな
ローテーションは回転させるやつ
ダイバージェントは蛇口の水みたいにそこから流れ出たり、吸い込まれたりするやつだよ
※ブラックホール、ホワイトホールみたいなもんさ
①と②は電界と磁界の関係を表しているんだ
つまり電界を回転させれば磁界ができて
磁界を回転させれば電界ができる
どっちもお互いに影響して存在するよ！
電磁波があれば電界も磁界もあるって事
導出は...いつかやろうかな笑
試しに①だけざっくり導出したけど
電磁誘導の法則からカチャカチャやるとこの式になるってだけ
とりあえずここでは電界と磁界が密接な関係を持っていることだけ理解すれば良いよ
一種を受ける人は4式は導出出来るようにね
ガウスの定理使えばいけるよ
①は電磁誘導の法則
②はアンペールの法則から導けるよ！
で、③と④いきます
これこそイメージを持って欲しい
子どもの頃からの磁石の謎をここで解き明かそうではないか
何故、N極とS極の棒を真ん中できっても、またS極とN極の棒が二本できあがるのか
③と④は上の写真を意味してるんだ
電荷ってのはプラスやマイナス単体で存在出来て、それによって周りに溢れ出るエネルギーがあるよ、電気線は周りに散らばるよ (マイナスだと周りから集まるよ)
だからダイバージェントの電束密度 (外に出る具合)はρになるよ
こいつのせいで電圧とか電界が存在するよ
で、次！④ は磁束密度のダイバージェントが0
つまり磁束に関してはどこへも発散したりしないよ
※必ずなくなるんだよ
だから磁石から出た磁束も、相手側になる
④は磁石の式だね( 'ω')
イメージは掴めた？
③なんか問題出す人好きだからやたら電界や電圧や電荷求めさせるよね笑
まぁおいおい、真面目に解説していく時に教えるよ
電磁気はたいして難しくないよ
とっつきにくくてわけわからんだけ
噛み砕いて理解すれば
そんなむずくはない
と思うかな
【今日の豆知識】
僕の説明しているやり方はメモリーツリーというよ
https://mitanorifusa.com/articles/examinationstudy/121
(･ω･)ﾉｼ
電験 3講座 鉄機械 銅機械 【過去問 電力 三種】
電験を勉強する前に、常識っぽいようで知らない知識を埋めておくのも大事
(今回のはすこし難しいよ！)
感覚を掴めるからね
例えば電気ってどれくらいの速度か分かります？
勉強してる人でも知らない人はいるかもね
答えは光くらいの速度
次、雷ってどれくらいの電圧か分かります？
答えは2億ボルトくらい
(エネルはいい線いってるね！)
次、人間でどれくらいの抵抗値か分かります？
答えは6000Ω、でも電線とか体にぶっさしたら400Ωくらいじゃないかな
こういった感覚は大切なので覚えておいてね
電気の速度が分かれば、電磁気が分かるし
→例えば、電気エネルギー(ポインティングベクトル)が進んでいると近くに電界や磁界ができる
※ポインティングベクトルってのはエネルギー弾みたいなもんです。電線を電気が漏れずに進んでる原因みたいなもん
雷の電圧が分かれば、絶縁が分かるし
→SiC(炭化シリコン)やZnO(酸化亜鉛)は絶縁素子だね、つまりは石みたいなもんよ、数億ボルト耐えるにはそれくらい必要なんさ
※空気だと1ミリで3000ボルトくらいしか耐えれんのよ～
人間の抵抗が分かれば、接地が分かるし
→歩幅電圧とか接触電圧の話さ
※二種や一種で出るよ
こういった感覚はどんどん覚えて言って欲しい
さて、昨日のブログで言ったように
すこし過去問を見てみるかね
H28年 電力 3種
一緒に解いていくかね
まず、ウやとエを見ると、鉄機械 ＝ ヒンヤリ ＝ 鉄多い(銅少ない) ＝ インピーダンス少ない ＝短絡比大きい(逆数だから)
これで(1)か(2)かに絞れるね
で、次、突極形ってのは歯車みたいなもん
円筒形ってのは筒みたいなもん
回すとしてさ
遠心力や風の影響受けないのはどっちかという話
ごつごつ凸凹あったら風きってあんまり早く回転できないでしょ、だからつるつるの筒の方がいい
これで(1)が選べるかな
まぁイメージしてみても、円に極設けるより、凹凸ごとに極設けた方がやりやすいよね
オは少し難しいかな
安定度ってわかる？
電圧とかが外乱によってぶれない程度を見るもんなんだけど
式でいうとP (安定度)＝ Vr Vs / x って表す
Vrは受端側の電圧
Vsは送端側の電圧
要はインピーダンス挟んだ両端の電圧かけて、それをインピーダンスで割ったものよ
xはインダクタンス成分とコンデンサ成分の和さ
だから、インピーダンス小さくできる ＝ x小さい ＝ コンデンサ成分 (充電容量成分)大きいってこと
xは x＝ Xl - Xc だからね
x小さいってことは、Xcがでかいのと等価さ
ここからでも(1)は選べる
まぁこっちは普通使わんね
解答とかだと難しく書いてあるけど、内容は難しくないから、こんな感じでゆるりと覚えればいいよ
厳密な覚えは参考書でもみてくれ
おれが教えたいのは、感覚的に理解しでほしいってこと
次はマクスウェルについて書いていくよ
【今日の豆知識】
今は絶縁阻止といったらZnO ！
SiC 炭化シリコンは古いんだぜ
(･ω･)ﾉｼ
電験 2講座 鉄機械 銅機械 【電力】
みんなはどうやって勉強をしてますかね？
( 'ω') 僕は結構、知識を連結させて覚えていく感じです
例えば【鉄機械】と【銅機械】
皆さん覚えてるかな？
これって水力発電所がどっちで、
火力発電所がどっちか分かります？
正解は、水力発電所が鉄機械🚰
火力発電所が銅機械🔥
じゃあ
どっちが大きいか分かる？
ここら辺は、というか電験は全て1つの線で繋がっているんだ
じゃあ、考えていくよ
ヽ(｡･ω･｡)ﾉ
まず【短絡比は言ってみればインピーダンスの逆数(1/Z)】
※正確にはパーセントインピーダンスだよ
これは覚えといて
ってことは、
短絡比が大きい → インピーダンスが小さい
短絡比が小さい → インピーダンスが大きい
ってことさな
じゃあインピーダンスが大きいって何だろう？
これはつまり、抵抗やコンデンサやリアクタンスなどの負荷が大きいってこと
つまり、通電している銅線が多く使われてるってこと、いっぱい巻いてるってことだね
※あくまでイメージ
ってことは、
短絡比が小さい → インピーダンスが大きい → 銅線が鉄心より多く使われている → 銅機械(銅メイン)
短絡比が大きい → インピーダンスが小さい → 銅線が鉄心より少ない → 鉄機械(鉄メイン)
ってことさ
※鉄心に銅線巻いた変圧器をイメージ下さいな
以上より
短絡比 小さい → 銅機械
短絡比 大きい → 鉄機械
よし、ここまで来た
次にイメージなんだけどさ、銅は電流を流すとアツアツになるよね、銅ですし
そして鉄ってヒンヤリしてるよね、鉄ですし
だから、
銅機械→アツアツ→火力発電所！
鉄機械→ヒンヤリ→水力発電所！
って覚えればいいよ
まとめるとー
火力発電所 ＝ アツアツ ＝ 銅機械 ＝ 銅メイン ＝ インピーダンスでっかいやん ＝ 短絡比 小さい
水力発電所 ＝ ヒンヤリ ＝ 鉄機械 ＝ 鉄メイン ＝ インピーダンス ちっさ... ＝ 短絡比 大きい
って覚えるといいよ
ここら辺は電験一種、二種、三種
全てでよく聞かれるイメージあるね
次の記事に(というか今度)、過去問探して載せとくよ
ここから、インピーダンス(パーセントインピーダンス) ＝ 100 * In * Z / Vn ＝ 100 * In / Is とかの話まですると
誘導起電力や、自己励磁現象の話にすすめれる
そっから電磁波工学と誘導機、同期機
まぁ何が言いたいかと言うと
理論、電力、機械、法規
全て1本で繋がるってこと
そこら辺の話はおいおい
ではでは～
( 'ω')次回は次の土日に更新します～
【今日の豆知識】
電柱の中って、実は空洞
http://ba.chuden.jp/assets/pdf/vol22_qa.pdf
(･ω･)ﾉｼ
