• 締切済み

物理学 電磁気学

こんばんは。 電磁気の問題で分からないものがあったので質問させてもらいます。 図のように、厚さ2dのx、y平面に無限に広がった導体板に、電流密度jの一様な電流がx方 向に流れている。(紙面で表現すれば、手前方向) アンペールの法則を使い、導体板の中と外にできる磁束密度Bを求めよ。 それぞれの場合における閉回路Cの方向はどうなるか。 という問題です。 回答お願いします。

みんなの回答

  • k14i12d
  • ベストアンサー率55% (41/74)
回答No.1

透磁率がわからないと解けない気がしますが。

xhivehivex
質問者

補足

透磁率は大前提と考えているのではないのでしょうか。 問題文を読み直しましたが、やはり書かれていませんでした。

関連するQ&A

  • 電磁気の問題

    こんばんは。 電磁気の問題で分からないものがあったので質問させてもらいます。 図のように、厚さ2dのx、y平面に無限に広がった導体板に、電流密度jの一様な電流がx方 向に流れている。(紙面で表現すれば、手前方向) アンペールの法則を使い、導体板の中と外にできる磁束密度Bを求めよ。 それぞれの場合における閉回路Cの方向はどうなるか。 という問題です。 回答お願いします。

  • 電磁気学の問題

    単位長さ当たりn回巻きの無限に長いコイルに電流Iを流した。コイルの中心軸上での磁束密度Bをビオサバールの法則、アンペールの法則、それぞれを用いて求めよ。また、コイルの内外の磁束密度Bは、内部、外部でそれぞれ一様であることを示せ。 という問題を教えてください。お願いします。

  • 電磁気学の問題がわかりません

    以下の問題が解けません (1)はわかったのですが、(2)(3)がわかりません どなたか解説お願いできないでしょうか? 問題 図のように、幅2aの無限に薄い導体板に電流 I が z軸方向に流れている。問題に答えよ。 (1)面電流密度を求めよ。 (2)任意の点の磁束密度を求めよ (3)a→∞のときの磁束密度を求めよ よろしくお願いします

  • 電磁気学に関しての問題です。

    無限に広い平面の導体表面に電荷が一様な密度σで分布しているとき、電界の強さEと電位Vを導体表面からの距離xの関数として求めよ。ただし、距離xは表面から真空中に向かう方向を正方向として、導体の電位はV_0とする。 という問題なのですが、距離xの関数として求めるにはどうしたらよいのですか? 確か無限の平面の場合、ガウスの法則を使って、E=σ/2ε_0となったような気がするのですが、この式にはxが含まれていません。 どのようにして求めるのですか? ラプラス方程式を使っては求められないですよね?

  • 電磁気~問題(アンペールの周回路)~

    問、2つの平面z=±bに挟まれた板状導体に、一様な電流密度iでx方向に電流が流れている。磁場を求めよ。 という問題ですが、自分なりの方針として、 座標軸をとって、対称性から磁束密度はy成分のみが残る。 yz平面に長方形(横の長さをl)を周回路としてつくり、アンペールの法則を使うと、 左辺=∫Bds=-Blより -Bl=μilzからB=-μizとなり条件の±bをどこで使うのかが疑問です。 アドバイスください!

  • 大学物理の電磁気学の問題です。

    大学物理の電磁気の問題です。xy平面に平行な平面z=aで電荷面密度σ、z=0で電荷面密度-2σ、z=-aで電荷面密度σで無限に分布しているときガウスの法則を用いて電場を求めよ。 ガウスの法則を用いた解き方がわかりません。お願いします

  • 電磁気学の問題

    無限に長い直線電流I1と同じ平面に台形の回路ABCDがあり、台形の回路に電流I2を流した 線分AB線分CDはI1に平行であり、線分ADはI1に垂直。 真空透磁率μとする (1)直線電流I1による点Aにおける磁束密度の大きさB、および方向を答えよ (2)線分ABに働く力の大きさ方向を答えよ (3)線分BCに働く力の大きさ方向を答えよ (1)B=μI1/2πr方向はわかりません (2)F=a/L*μI1I2/2πr? ここまでできたのですが、後がわかりません 残りの問題をお願いします

  • 電磁気学

    以下の問題がよくわからないので、わかる方ご教示お願いします。 (1)半径aの無限に長いまっすぐな円筒の中心軸にある細い導線に電流Iが、   円筒上には逆向きの電流-Iが一様に流れている。中心軸からの距離をrとして、   円筒内外の磁束密度Bの大きさを求めなさい。      ビオ・サバールの法則を使うと思います。

  • 電磁気の問題で分からないところがあります

    質問させていただきます (1)図3に示すように2辺の長さが2a、2bの長方形の導線回路に電流Iが流れているときに中心に生じる 磁界の強さHを求めよ。 (2)直径Lの円形コイルと1辺がLの正方形コイルがあり、それらの回路に等しい電流Iが流れるとき それぞれの中心に生じる磁束密度Bの比を求めよ (3)半径aの無限に長い円柱状の導体内を、一様な密度で強さIの電流が流れているとき 円柱の内外に生じる磁束密度を求めよ。 (1)図の中心の磁場は4辺からの寄与の和となるので、ビオサバールの法則より 4×I(cosθ1+cosθ2)/4πr でしょうか? (2)円形コイルのほうは B=u0I/2a 正方形のほうは分かりません・・・ (3)アンペールの法則よりB=u0IR/2πa^2になるのですが、 なぜコレは円柱の外でも成り立つのでしょうか? 長々とすみません・・・ 回答よろしくお願いします

  • 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?