75PM75|第75回 診療放射線技師国家試験 過去問
巻数n=20のコイルを流れる電流が0.1秒間に0.6 Aの割合で変化しているとき、コイルを貫く磁束が0.4秒間に1.2 mWbの割合で変化した。 このコイルの自己インダクタンス[mH]はどれか。 ただし、コイルの漏れ磁束は無視できるものとする。
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正解: 3
正答
3
この問題のポイント
この設問では、次の知識を判断の軸にします:誘導起電力はNΔΦ/Δt=LΔI/Δtです。
解説
Faradayの電磁誘導より誘導起電力の大きさはNΔΦ/Δtです。N=20、ΔΦ/Δt=1.2 mWb/0.4 s=3 mWb/sなので起電力は0.060 Vです。またΔI/Δt=0.6 A/0.1 s=6 A/sだから、L=0.060/6=0.010 H=10 mHです。
選択肢の確認
1
1.3
判定:正答ではない(記述は誤り)。 3 mHは磁束変化率3 mWb/sをそのままインダクタンスとした値で、巻数と電流変化率を反映していません。
2
2.5
判定:正答ではない(記述は誤り)。 5 mHではLΔI/Δt=0.005×6=0.030 Vとなり、Faradayの式で得る0.060 Vの半分です。
3
3.10
判定:正答(記述は正しい)。 NΔΦ/Δt=0.060 VとΔI/Δt=6 A/sから、L=0.010 H=10 mHです。
4
4.20
判定:正答ではない(記述は誤り)。 20 mHでは誘導起電力が0.12 Vとなり、計算値の2倍です。
5
5.60
判定:正答ではない(記述は誤り)。 60 mHでは誘導起電力が0.36 Vとなり、磁束変化から得る0.060 Vと合いません。
覚えるポイント
- 誘導起電力はNΔΦ/Δt=LΔI/Δtです。
- 0.010 H=10 mHです。
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