この5問は、起電力の大きさだけでなく「何が変化したか→基準方向を決める→負号の意味を読む」までを一続きで確認するミニテストです。
磁束鎖交数、運動起電力、自己誘導、相互インダクタンス、磁気エネルギーを扱います。問題文と数値は当サイトで作成したオリジナルで、過去問題の転載・改変ではありません。
公式を先に復習する場合は「電磁誘導とインダクタンス｜ファラデー・レンツの法則」を確認してください。絶対値だけを求める問題と、正方向を定めて符号・極性まで求める問題を区別して採点します。
解く前の式と符号の読み方
| 場面 | 基本式 | 負号・向きの意味 |
|---|---|---|
| コイルを貫く磁束が変化 | e = −NΔΦ/Δt = −Δλ/Δt | 誘導起電力は磁束変化を妨げる向き |
| 導体が磁界を横切る | |e| = Blv sinθ | 極性は正電荷への v×B または右手則で判定 |
| コイル自身の電流が変化 | eL = −LΔi/Δt | 電流の変化を妨げる。電流そのものと常に逆ではない |
| 2コイルが磁気結合 | M = k√(L1L2)、|e2| = M|Δi1/Δt| | 極性には巻き方やドット記号の基準が必要 |
| コイルに蓄えるエネルギー | W = LI2/2 | 電流倍率は2乗して比較する |
λ = NΦ は磁束鎖交数です。mWbは10−3 Wb、mHは10−3 H。符号問題では、問題文で定めた正方向を式へ入れてからレンツの法則を適用します。
採点のしかた
- 「磁束」「電流」「導体の移動」のどれが変化したかを先に囲みます。
- mWb・mHをSI単位へ直し、正方向がある問題は増減を符号つきで書きます。
- 絶対値を計算した後、負号・右手則・ドット記号のどれで向きを決めるか確認します。
- 5問中4問以上に正解し、翌日に公式と負号の意味を説明できれば次へ進みます。
第1問｜磁束鎖交数の変化と起電力の符号
200巻コイルの1巻当たりの磁束が、正方向の+3.0 mWbから+1.0 mWbへ0.040 sで一様に変化した。起電力の正方向も問題文の基準矢印で定めたとき、平均誘導起電力 e = −NΔΦ/Δt はいくらか。
（1）−20 V
（2）−10 V
（3）−5.0 V
（4）+5.0 V
（5）+10 V
第2問｜運動起電力の大きさと極性
紙面の奥向きに磁束密度0.60 Tの一様な磁界がある。長さ0.30 mの直線導体を紙面上で縦向きに保ち、右向きへ4.0 m/sで動かす。導体・磁界・速度は互いに直角である。導体両端の起電力と極性はどれか。
（1）0.18 V、上端が正
（2）0.72 V、上端が正
（3）0.72 V、下端が正
（4）1.2 V、上端が正
（5）7.2 V、下端が正
第3問｜自己誘導は電流の変化を妨げる
自己インダクタンス0.80 Hのコイルで、正方向の電流が2.0 Aから5.0 Aへ0.15 sで一様に増加した。正方向を電流と同じ基準で表すとき、平均自己誘導起電力 eL = −LΔi/Δt はいくらか。
（1）−24 V
（2）−16 V
（3）−6.0 V
（4）+16 V
（5）+24 V
第4問｜相互インダクタンスと二次起電力
自己インダクタンス L1 = 0.40 H、L2 = 0.90 Hの2コイルが、結合係数 k = 0.50で結合している。一次電流が6.0 Aから2.0 Aへ0.020 sで一様に減少したとき、相互インダクタンス M と二次側誘導起電力の大きさ |e2| の組合せはどれか。
（1）M = 0.15 H、|e2| = 30 V
（2）M = 0.30 H、|e2| = 12 V
（3）M = 0.30 H、|e2| = 60 V
（4）M = 0.60 H、|e2| = 60 V
（5）M = 1.30 H、|e2| = 260 V
第5問｜磁気エネルギーの変化
自己インダクタンス20 mHの理想コイルで、電流を3.0 Aから5.0 Aへ増加させた。増加前の磁気エネルギー、増加後の磁気エネルギー、その増加量の組合せとして正しいものはどれか。
（1）0.030 J、0.050 J、0.020 J
（2）0.090 J、0.150 J、0.060 J
（3）0.090 J、0.250 J、0.160 J
（4）0.180 J、0.500 J、0.320 J
（5）0.90 J、2.50 J、1.60 J
結果の読み方｜大きさと向きの工程を分ける
| 間違えた問題 | 戻る項目 | 再テストの完了条件 |
|---|---|---|
| 第1問 | 磁束鎖交数とファラデーの負号 | ΔΦを符号つきで出してから負号を付ける |
| 第2問 | Blvと発電機の右手則 | 大きさと正端を別々に説明できる |
| 第3問 | 自己誘導と電流変化率 | 「電流」ではなく「電流の変化」を妨げると説明 |
| 第4問 | M = k√(L1L2) | 結合係数を1回だけ掛け、A/sまで求める |
| 第5問 | mH換算とI2 | 前後のエネルギーを個別に出して差を取る |
追加演習は電磁誘導とインダクタンスミニテスト第2回、第3回へ進めます。前のテーマへ戻る場合は磁気・電磁力ミニテスト、次の理論テーマは直流回路の基礎ミニテストです。
公式資料と単位の確認先
- 電気技術者試験センター「第三種電気主任技術者の試験概要」：理論科目の範囲と五肢択一方式
- 第三種電気主任技術者試験の問題と解答：本番の出題形式と計算量の確認
- BIPM「The International System of Units (SI), 9th edition, version 4.01」：Wb、T、HなどSI組立単位の確認
問題・解説・公式資料確認日／最終更新日：2026年9月2日
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