ミニテスト 理論

電磁誘導とインダクタンス ミニテスト【第2回】

電磁誘導とインダクタンス」のミニテスト第2回(全5問)です。

電磁誘導とインダクタンス ミニテスト

第1回 第2回 第3回

テストの使い方

まず自分で答えを考えてから「解答を見る」をタップしてください。間違えた問題は解説記事に戻って確認すると効果的です。

第1問

相互インダクタンスの大きさM=0.10 Hの2つのコイルがある。一次コイルの電流が0.05 sで5 A変化したとき、二次コイルに生じる誘導起電力の大きさ [V] はいくらか。

(1)0.5
(2)1
(3)5
(4)10
(5)50

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正解:(4)10
|e₂|=M|ΔI₁/Δt|=0.10×5/0.05=10 Vです。ここで求めたのは大きさです。二次側のどちらの端子が正になるかは、コイルの巻き方と端子の基準(ドット記号)がなければ決まりません。

第2問

結合係数 k の範囲として正しいものはどれか。

(1)0≦k≦1
(2)0<k<∞
(3)-1≦k≦1
(4)k>1
(5)k<0

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正解:(1)0≦k≦1
結合係数の大きさは0から1の範囲です。k=0は無結合、k=1は漏れ磁束がない完全結合を表します。実際の変圧器では通常k<1です。

第3問

自己インダクタンス2 Hのコイルの電流を0.5 sで0 Aから3 Aへ増加させた。自己誘導起電力の大きさ [V] はいくらか。

(1)1
(2)3
(3)6
(4)12
(5)18

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正解:(4)12
|e|=L|ΔI/Δt|=2×3/0.5=12 Vです。自己誘導起電力は電流の増加を妨げる極性に生じます。符号まで表すには、電流方向と端子電圧の基準方向を先に定めます。

第4問

鉄心入りコイルで渦電流損を低減する方法はどれか。

(1)巻数を減らす
(2)鉄心を積層にする
(3)電流を小さくする
(4)鉄心を太くする
(5)周波数を上げる

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正解:(2)鉄心を積層にする
薄い鉄板を絶縁して積層することで渦電流の経路を断ち損失を低減します

第5問

自己インダクタンス L₁=4H、L₂=9H、結合係数 k=0.5 のとき、相互インダクタンス M [H] はいくらか。

(1)1
(2)2
(3)3
(4)6
(5)13

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正解:(3)3
相互インダクタンスの大きさはM=k√(L₁L₂)=0.5×√(4×9)=0.5×6=3 Hです。誘導電圧の極性はこの大きさだけでは決まらず、巻き方とドット記号で判定します。

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