今回は令和6年度上期 理論科目 A問題3を解説します。磁気に関する量とその単位記号(SI基本単位及び組立単位による表し方)の組合せのうち、誤っているものを1つ選ぶ問題です。
ポイントは磁束=Wb=V·sで、V/sではないという点です。選択肢(2)が磁束をV/sとしているため誤りです。インダクタンスWb/A、磁気抵抗H-1、透磁率H/mは正しい対応です。
令和6年度上期 理論科目 A問題3:問題文と選択肢
まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 理論科目 【電磁気(磁気・電磁力)】 令和6年度上期 A問題3
磁気に関する量とその単位記号(SI基本単位及び組立単位による表し方)の組合せとして、誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
量 単位記号 (1) インダクタンス Wb/A (2) 磁束 V/s (3) 磁界の強さ A/m (4) 磁気抵抗 H-1 (5) 透磁率 H/m
出題のポイント:Faradayの法則からWb=V·sを導く

単位は暗記だけでなく定義式から導くと確実です。1ターンのFaradayの法則|e|=|dΦ/dt|より、V=Wb/sです。両辺にsを掛けるとWb=V·sとなります。したがって磁束の単位をV/sとした(2)が誤りです。ほかもL=λ/I、NI=Hℓ、ℜ=NI/Φ、B=μHから確認できます。
ポイント解説:定義式から5つの単位を照合する

各単位を定義式から確認します。インダクタンスはL=λ/I、磁束は|e|=|dΦ/dt|、磁界の強さはNI=Hℓ、磁気抵抗はℜ=NI/Φ、透磁率はB=μHを使います。ここでλ=NΦは磁束鎖交数です。
選択肢(2)が磁束をV/sとしているため誤りです。他はすべて正しい対応です。
問題の解説:V/sではなくV·sなので正答は(2)

STEP1 (1)(3)を確認する
(1) 自己インダクタンスはL=λ/I=NΦ/Iです。巻数Nは無次元なので単位はWb/A=Hとなり正しい組合せです。(3) 一様な磁路ではNI=Hℓなので、磁界の強さHの単位はA/mとなり正しい組合せです。
STEP2 (2)が誤りである理由
1ターンのFaradayの法則を大きさで表すと、$$|e|=\left|\frac{d\Phi}{dt}\right|$$です。したがって、$$\mathrm{V}=\frac{\mathrm{Wb}}{\mathrm{s}}\quad\Rightarrow\quad \mathrm{Wb}=\mathrm{V\cdot s}$$となります。(2)のV/sは誤りです。
STEP3 (4)(5)を確認する
(4) 磁気抵抗ℜ=NI/Φより単位はA/Wbです。1H=1Wb/AなのでA/Wb=H−1です。(5) B=μHより透磁率の単位はWb/(A·m)=H/mです。したがって誤りは(2)だけです。
答え:(2)(Faradayの法則より磁束はWb=V·sであり、V/sではない)
💡 覚え方
磁束=Wb=V·s。インダクタンス=Wb/A、磁界の強さ=A/m、磁気抵抗=H-1、透磁率=H/m。
⚠️ よくある間違い
磁束をV/sとしないこと。V·s(ボルト秒)です。磁束密度T=Wb/m2とも区別します。
まとめ
| (1) インダクタンス | L=λ/IよりWb/A=H:正しい |
| (2) 磁束 | Wb=V·sでありV/sではない:誤り |
| (3) 磁界の強さ | NI=HℓよりA/m:正しい |
| (4) 磁気抵抗 | A/Wb=H−1:正しい |
| (5) 透磁率 | Wb/(A·m)=H/m:正しい |
| 答え | (2) |
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