- 締切済み
次の電磁気学の問題の解答解説をお願いします。
z軸上に十分に長い直線導線があり、zx面上に置かれた長方形 コイルABCD(短辺の長さα[m]、 長辺の長さb[m])は x軸方向に 移動することができる。 導線に一定電流I[A]が流れている。コイルを一定速度 v[m/S]で移動させたとき、導線からの距離がXの瞬間においてコイルに生じる誘導起電力の大きさを求めよ。
- qv3875btnc8ow
- お礼率86% (13/15)
- 物理学
- 回答数1
- ありがとう数0
- みんなの回答 (1)
- 専門家の回答
みんなの回答
- chiha2525_
- ベストアンサー率13% (119/883)
分からなかったら、テストの答案を白紙で出すのが良いのではないかな? 実は分からないところを知るのがテストなんだ。
関連するQ&A
- 次の電磁気学の問題の解答解説をお願いします。
中心軸を共通にするコイルA(半径α [m]、 巻数N1)と コイルB(半径b[m]、 巻数N2)が真空中においてx(≫ α,b)[m] の距離にあるとき、相互インダクタンスを求めよ。
- ベストアンサー
- 物理学
- 電磁気学の問題(誘電起電力)
図のようにU字型の十分に長い導線が磁束密度Bの一様な磁場のなかにおかれている 導線上にOP(W)と角度60°をなすように銅線棒(QR)をおきこれを∠ORQ=60°をたもちながら図にしめすように右方向へ 一定の速さv(m/s)ですべらせる。PとQが重なった位置にあるときを時刻t=0とする (1)時刻t=0において回路OPQRに鎖交する磁束Φを求めよ (2)回路の誘電起電力eを求めよ (3)このとき棒QRはどちら向きに電流が流れるか? (4)QRをOPと平行して一定の速さvで滑らせたときの誘電起電力を求めよ (4】しかわからなくてvbW(V)となりました・・・ 残りの問題お願いしたいのですが、よろしくお願いします
- ベストアンサー
- 物理学
- 電磁気の問題をいくつか
以下の問題を解いたのですが解らない点が多かったので私の回答と一緒に書きます。 間違っている点などありましたら訂正願います、また画像を張るのは初めてなので見づらいかもしれません 問1 図1のように、内円筒の半径a(m)、外円筒の半径b(m)の円軸円筒コンデンサがある。 ただし両円筒の厚さは無視できるものとする。円筒間は誘電率ε(F/m)の均質な誘電体で 満たされているとして以下の問いに答えよ。なお同軸円筒は無限長に近似できるとする (1) 円軸円筒コンデンサの単位長さ当たりの静電容量C(F/m)を求めよ。 (2) 電極間の電位差の値がVであるとき円筒間の誘電体内における電場の強さE(V/m)をa,b,Vを 用いて中心軸r(m)の関数で表せ。また、a<=r<=bにおいて電場の強さが最大になるrはいくらか (3) 円筒間の誘電体内において、絶縁破壊を起こさない範囲で許される最大の電場の強さがEsで あるとき許される電極間の電位差の最大値Vsを求めよ (4) 外円筒の半径bが決まっている時、(3)で得られたVsをaの関数と考え、Vs(a)の最大値と そのときのaを求めよ。 解答 (1) E=Q/4πεr^2 からab間の電位差を求め、Q=CVに代入し、C=4πεab/(b-a) 単位長さあたりなのでこれをrで割ったものが答えだと思いました (2)以降は解りませんでした 問2 図2のように同一の平面内に十分に長い直線導線と辺の長さがa,b[m]の長方形コイルABCD がおかれており、長さaの辺ABは導線に平行でそれからx[m]の距離にある。透磁率は 真空中と同様にμ0である (1) 相互インダクタンスを求めよ (2) 直線導線に、大きさがI1(t)=I0t[A]のように時間t[s]と共に増加する電流が上向きに流れるとき 長方形コイルに祐樹される起電力の大きさV(t)[V]と向きを求めよ (3) 直線導線と長方形コイルABCDにそれぞれI1,I2[A]の直流電流を流した時に、導線と 長方形コイルの間に働く力の大きさF[N]を、直線導線に流れる電流I1によって生ずる磁束密度が コイルABCDの各辺に及ぼす力を足し合わせることで求めよ。 ただし、直線導線と辺ABの電流の向きは同じとする。 解答 (1) 距離x離れた場所に電流Iが作る磁界Hは H=I/2πxなのでB=μH、φ=BS、φ=MIに代入していき M=μ0ab/2πx (2) V(t)=-M・dI1(t)/dt = -M・dI0t/dt =-MI0 であり向きは奥から手前方向 (3) 解けませんでした、ローレンツ力を使うのでしょうか? 問3 真空の誘電率をε0として以下の問いに答えよ (1) 図3(1)のように半径a[m]の輪状に電荷+q[c]が一様に分布している時、円の中心を通り円が作る 平面に垂直な直線上における電場の向きと大きさE1をqを用いて 中心からの距離x[m]の関数として求めよ (2) 図3(2)のように半径a[m],長さL[m]の中空の円筒状に電荷+Q[c]が一様に分布している時 円筒中心軸上の電場の向きと大きさE2[V/m]を円筒中央からの距離r[m]の関数として求めよ 解答 (1) E1=q/4πε(a^2+x^2) 上向き (2) E2=q/4πε(a^2+r^2) 上向き 自信がないです 以上です、解らなかったと書いた問題も考えたのですが上手く文章にできなかったため書きませんでした よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- わからない問題の解説と解き方を教えて下さい
関数y=9-x二乗のグラフとx軸によって囲まれる部分に内接する長方形ABCDで、1辺BCがx軸上にあるような長方形の面積Sな最大値
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 四角形の問題を教えてください
上司が新人採用試験の問題に、と持ってきた中に、回答が付いていない問題が有りました。 正しい回答の道筋が解る方がいたら教えてください。 問題 周囲長さ58mの長方形が有りました。 その長方形の中に長辺側が6m 短辺側が4m短い長方形を書いたところ、最初の長方形の面積の40%の面積となりました。 最初の長方形と、小さい長方形の 長辺、短辺 それぞれの長さはいくつですか。 自分が正式な回答が解らないのに出題できません よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 磁界の問題
学校の宿題の問題です。 電気抵抗R、長さ4sの一様な銅線を使って、一巻きの正方形コイルabcdを作り、 コイル面に垂直に磁界をかける。コイルは紙面にとったx軸とy軸に平行に置かれている。 磁界は紙面の裏から表へ向いていて、磁束密度の大きさはx<0の領域ではB1、 x>0の領域ではB2で、B1>B2である。このコイルに起電力E、内部抵抗Rの電池をつないで、 電流Iをabcdの向き(右向き)に流す。次の各問いに答えよ。 ただし、電池はコイルに比べて十分小さく、電池の大きさは考えなくて良い。 1)コイルに流れる電流はいくらか。 I=E/R と単純にやっていいのでしょうか?? 2)磁界がコイルにおよぼすx方向の力はいくらか。ただしxの正方向を力の正の向きとする。 F=2I(B1+B2)??F=IBLだからB1とB2の二つ分? 3)このコイルを、xy平面と平行に保ったまま、xの正方向に一定の速さvで動かす。 ただし、コイル辺cdは磁束密度B1の領域をはずれないとする。 Lだけ移動する間に、コイルをつらぬく磁束はどれだけ減るか。 ψ=BLXだから、 B1の領域で磁束の変化はB1L,B2の領域ではB2Lで 磁束はB1L-B2L 減る? 4)回路に生じる誘導起電力はいくらか。ただし、abcdの向きを起電力の向きとする。 e=BLVは分かるんですが、この場合どうなるのか・・・(汗 ぜんぶ一応考えてみたんですが多分間違ってると思うので・・orz どなたか教えてくださいm(_ _;)m
- ベストアンサー
- 物理学
- 磁界などに関する電磁気学の問題です
自分で求めたのですが、解答がないため正解かの確認と、間違っていればなぜ間違っているかと、正しい解答を宜しくお願いいたします。 問題は次の通りです。 真空中に図のような半径R[m]の内部円筒導体と半径2R[m]の外部円筒導体よりなる無限長同軸導体がある。中心軸をz軸にとる。同軸導体の外には、幅がw[m]、高さがh[m]の一巻きの長方形コイルABCDがy-z平面に置かれている。コイルの辺ABは、y軸に平行である。最初、内部導体と外部導体には直流電流I1[A]とI2[A]が、図のように逆向きに流れている。また電流の大きさは、I1>I2である。ただし、真空の透磁率をμ0とする。このとき次の問いに答えよ。 (1)x-y平面における磁力線の様子を描け。 この問題は、電流がI1とI2が流れているので、一瞬迷ったのですが、内部と外部の円筒導体の間は、反時計回りに磁界が渦を巻いてる感じでいいのでしょうか? 2Rより外側も同じような感じでしょうか? ちなみに、この問題の解釈について迷ったのですが、円筒と書いていますが、確か円筒とは物理では筒を意味するのではなく、円柱とまったく同じ意味なのですよね? 円筒と言っていますが、図を見る限り、厚さのない筒のような感じがするのですが、どうなのでしょうか?そもそも、内部に穴が空いてなかったら、外側と内部の導体が接触して、それぞれ逆向きに電流を流すなんてことできないと思いますので、この問題では厚さのない、筒として捉えていいのでしょうか? (2)z軸からの距離r[m]における磁界の強さH(r)[A/m]と磁束密度の大きさB(r)[Wb/m^2]を求めよ。 厚さのない筒のようなものなのだとすると、表面だけに電流が流れているので、 r<Rの領域では、アンペールの法則より、その内部を流れる電流はないのでH=0,B=0。 R<r<2Rの領域では、その内部に含まれる電流はI1であり、アンペールの法則より、H(2πr)=Iとなって、H=I/(2πr),B=(μ0)/(2πr)。 r>2Rの領域では、その内部に含まれる電流はI1とI2であるが、問題にI1>I2と書かれていることから、 I1-I2の電流が流れている。よって、H=(I1-I2)/(2πr),B=μ0(I1-I2)/(2πr)。 (3)磁界の強さ、H(r)を縦軸、z軸からの距離rを横軸にとり、磁界のrに対する変化の様子をグラフに描け。 これは、Rの位置までは、H=0で、内部導体表面には電流が流れているので、Rから急激にある一定の値まで上昇し、そこから、1/rで、なめらかな曲線で下がっていき、2Rの位置では、逆方向に電流が流れているので、急激に下がり、それ以降は、1/rに従ってまた、なめらかな曲線で、0に近づいていくという感じでよろしいのでしょうか? (4)長方形コイルの頂点Aがz軸からr0の距離にあるとき、コイルに鎖交する磁束φ[Wb]を求めよ。 外部には、B=μ0(I1-I2)/(2πr)という磁束密度があるので、φ=BSより、S=whなので、 φ=μ0(I1-I2)wh/(2πr0) (5)外部導体に流れる電流を振幅I1,角周波数ω[rad/s]の交流電流i2=I1sin(ωt)[A]に変えた。 コイルに発生する起電力e(t)[V]と鎖交磁束φ[Wb]との関係を与える法則の名称とその関係式を書け。 名称は、ファラデーの電磁誘導の法則。 関係式は、e(t)=-(dφ/dt) (6)コイルに発生する起電力e(t)の振幅を求めよ。 φ=μ0(I1-I2)wh/(2πr0)=μ0*I1(1-sin(ωt))wh/(2πr0)となり、これを-(dφ/dt)より、時間tで微分して、負の符号をつけると、e(t)=(μ0*I1ωwhcos(ωt))/(2πr0)。 振幅は、(μ0*I1ωwh)/2πr0となりました。 最初の、問題の解釈さえ間違っていなければ、おそらく間違っていはいないとは思うのですが、合っていますでしょうか?
- 締切済み
- 物理学
- 電気の問題分からず困ってます。
高校電気科卒で電気が得意だっだのですが式、答え共にまったく分かりません。誰かわかる人いませんか? 問題、図のように、2本の十分長い直線状平行導線(間隔d=50cm)に往復電流 I=100[A]が流れている。両線に垂直な方向をx軸として、次の問いに答えよ。 (1)x>dにおけるx軸上原点によりxの点の磁束密度Bxを表す式を求めよ。 (2)導線およびx軸の作る面内にあって、x軸に平行に速度v=10[m/s]で図示の方向に運動する長さ1[m]の直線導体abに生じる起電力の大きさと方向を求めよ。
- 締切済み
- その他(学問・教育)
補足
chiha2525_様、早速の回答ありがとございます。 できればお力をお貸しして頂けないでしょうか?お願いします。