電磁気– tag –

今回は平成18年度 理論科目 A問題1を解説します。真空中に半径6.37×106m（地球とほぼ同じ大きさ）の導体球があるとき、その静電容量〔F〕を求める計算問題です。 真空中の孤立導体球について、無限遠を電位0とすると、球表面の電位はV＝Q/(4πε0R)です。静...

今回は平成19年度 理論科目 A問題4を解説します。静電容量Cと2Cのコンデンサを図1（直列・電圧V1）と図2（並列・電圧V2）に接続し、両回路の総静電エネルギーが等しいとき、図1のCの端子電圧VcとV2の比|Vc/V2|を求める問題です。 図1の直列合成容量はCs＝2...

今回は平成19年度 理論科目 A問題3を解説します。真空中の2電荷A・Bの周囲に描かれた電気力線の図から、A＝16ε0〔C〕のときの電荷B〔C〕を求める問題です。 本問では、真空中の電荷Qに対する電気力線の本数をN＝|Q|/ε0と数えます。Aから出る16本に対してB...

今回は平成20年度 理論科目 B問題17を解説します。導体球A（+2×10-8C）とB（+3×10-8C）が0.3m離れて6×10-5Nの反発力で働くとき、（a）クーロンの比例定数、（b）帯電していない導体球Cを順に接触させた後にCが受ける力が釣り合う位置を求める問題です。 （...

今回は平成20年度 理論科目 A問題2を解説します。平行板コンデンサに蓄えられるエネルギーW〔J〕を、誘電率ε・誘電体の体積V・電界の大きさEで表したとき、それぞれ何乗に比例（反比例）するかを答える空欄補充問題です。 線形誘電体中の静電エネルギー密...

今回は平成20年度 理論科目 A問題1を解説します。一辺2aの正三角形の各頂点A・B・Cに正電荷Qを置いたとき、辺BCの中点Dから距離xの点P（垂線AD上、DとGの間）における合成電界の大きさを表す式を求める問題です。 点Pでは、頂点Aの正電荷による電界は下向...

今回は平成21年度 理論科目 B問題17を解説します。空気（4mm）・固体誘電体εr2＝4（4mm）・空気（2mm）の3層からなる平行平板電極について、（a）電界の強さの分布、（b）下部空気の電界が2kV/mmに達するときの電圧を求める問題です。 誘電体の界面に自由...

今回は平成21年度 理論科目 A問題5を解説します。直流電源E〔V〕とコンデンサC〔F〕の個数・組み合わせを変えた5種類の回路のうち、コンデンサ全体に蓄えられるエネルギーが最も小さい回路を選ぶ問題です。 各回路について、コンデンサ群の端子電圧Vと合成...

今回は平成21年度 理論科目 A問題2を解説します。静電界に関する記述(1)〜(5)のうち、正しいものを1つ選ぶ論述問題です。クーロン力・点電荷の電界・電気力線・等電位面の基本を確認します。 正しいのは(3)「電気力線上の接線の方向は、その点の電界の方向...

今回は平成21年度 理論科目 A問題1を解説します。比誘電率の異なる2つの平行板コンデンサC1（εr1）・C2（εr2）を並列接続し電圧V0を加えたときの、（ア）電界E、（イ）電束密度D、（ウ）電荷Qを求める空欄補充問題です。 並列なので両方に同じ電圧V0がかか...