Raskのエレキ会

【エレキ会】 電験 一種 二種 三種を目指す皆さまへ

電験 17講座 電荷 電界 電場 【過去問 理論 三種】

さて過去問を解いていきますか

とりあえず三種から適当に何問か解いていくよ

 

 

 

【平成19年度 理論 問3】

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平成19年度 理論 問3

 

 

 

 

16講座で述べたけども、電荷Q[C]があった時

電束・・・・・純粋に電荷から発生する量

                         (電荷からQ本でてる)

電気力線・・・その空間にどれくらい電気線が

                          通ってるかの量(誘電率が影響)

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電束と電気力線の違い

 

 

  

今回の問題ではA、Bに出入りしているのは

電気力線だから、その空間(誘電率ε0の空間)

にある電気線の量だね

 

 

 

Aの電気力線はQ/ε0だから16本ということになる

(整数で出せるように、意図的にε0入れている)

 

 

 

ここで注意するのは

「Aから放出しているから、+16ε0[C]ということ」

 

 

 

Bは吸収しているから、-のクーロン

 

 

 

Aと比較して考えると

Bは8本はいっているからB=-8ε0 [C]だね

よって答えは(4)

 

 

 

次【平成22年度 理論 問17】

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平成22年度 理論 問17(1)

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平成22年度 理論 問17(2)

 

 

 

解いていきますか

 

 

 

本問題は力Fが出てきているから

ツリーも含め更新していく

 

 

 

F=Q1Q2/4πε0r^2みたいに

ただ暗記してはいけないよ

 

 

 

まず電界Eが存在する空間に電荷Qがあった時

その電荷に生じる力FはF=QEで表せる

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電界中の電荷

 

 

 

そのため今回の問題だと、

点Aの電荷が作る電界により点Cの電荷に生じる力 

点Bの電荷が作る電界により点Cの電荷に生じる力 

を考えればよい

 

 

 

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Fの方向

 

 

 

Aが作る電界による力を赤

Bが作る電界による力を青 で表したよ

 

 

 

まずFcについては、赤と青で垂直成分が相殺

水平成分についてはそれぞれcos60°だから1/2される

 

 

 

点A、点Bのつくる電界も点電荷だから

Fa=Qc × (Qa /4πε0r^2)

Fb=Qc × (Qb /4πε0r^2)

で表される

 

 

 

よってそれぞれ計算すると以下になるよ

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(1) Fc / Fd の計算

 

 

 

(2)では新しく電界が与えられ、

Fcに対して新たなF成分が追加させられているね

F=QEに基づき加えてあげればよいので

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(2) 新たなF成分の追加

 

 

 

といった回答になる

今回はこれくらいかな

 

 

 

計算問題だと説明しにくいから

理論より電力機械の説明系を進めようかな

 

 

 

計算問題の投稿は少し対策を考えます

 

 

 

【本日の豆知識】

今回はマクスウェル方程式の1式

∇×E = - dB / dt を導出していくよ

 

 

 

この式は電界を回転させると、

磁界密度の微分系で表せるというもの

(元はレンツの法則からきている)

 

 

 

V = - dΦ/dt = - ∫s (d/dt)B dS (この時N=1とした)

V = ∫l E dl = ∫s ∇×E dS (ストークスの定理

 

 

 

以上より両端が∫s dSで囲まれているので中身の

∇×E = - dB / dt が成り立つよ

 

 

 

ここからわかるように

電界があれば磁界が存在するのさ

(もう一式を用いると逆もまた証明できる)

 

 

 

これを進めていくと、

電磁波工学の話にすすむからこの辺で

 

 

 

そして今後どうしようかな

少し計算問題だと上手く説明できないな

(計算問題は動画がベスト)

 

 

文章(記述)の方を書くようにしようかな

うーむ

 

(・ω・)ノシ