第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和7年度(2025年)上期
問3 (理論 問3)

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問題

第三種電気主任技術者(電験三種)試験 令和7年度(2025年)上期 問3(理論 問3) (訂正依頼・報告はこちら)

図のように、環状鉄心に二つのコイルが巻かれている。コイル1の巻数はNであり、その自己インダクタンスはL[H]である。コイル2の巻数はnであり、その自己インダクタンスは9L[H]である。巻数nの値を表す式として、正しいものを次の選択肢のうちから一つ選べ。
ただし、鉄心は均一で一定断面積をもち、コイル及び鉄心の漏れ磁束はなく、鉄心の磁気飽和もないものとする。
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  • N/9
  • N/3
  • 3N
  • 9N
  • 81N

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この過去問の解説 (1件)

01

鉄心付きコイルの自己インダクタンス L[H]は、次式で表されます。

L=N2/R

N はコイルの巻数、 R は鉄心の磁気抵抗です。

この問題では鉄心は均一で一定断面積を持ち

漏れ磁束や磁気飽和がないとされているため

2つのコイルで磁気抵抗は同一と考えることができます。

したがって、自己インダクタンスは巻数の2乗に比例します。

この関係を用いて巻数 n を求めます。

選択肢1. N/9

自己インダクタンスは巻数の2乗に比例するため

巻数が小さくなると自己インダクタンスも小さくなります。

しかしこの問題では、コイル2の自己インダクタンスはコイル1の9倍であるため

巻数が N/9 のように小さくなることはありません。

よって、この選択肢は誤りです。

選択肢2. N/3

自己インダクタンスが9倍になるためには

巻数は √9 =3 倍になる必要があります。

巻数が N/3 では自己インダクタンスは 1/9 倍となってしまい条件を満たしません。

したがって、この選択肢は誤りです。

選択肢3. 3N

コイル1の自己インダクタンスを L、巻数を N とすると

L ∝N2

コイル2の自己インダクタンスは 9L であるため

9L/L=n2/N2 より 9=n2/N2 となります。

これを解くと n=3N となります。

したがって、この選択肢が正しいです。

選択肢4. 9N

巻数が 9N の場合、自己インダクタンスは巻数の2乗に比例するため

(9N)2=81N2

となり、自己インダクタンスは81倍になります。

これは条件の9倍と一致しません。

よって、この選択肢は誤りです。

選択肢5. 81N

巻数が 81N の場合、自己インダクタンスは

(81N)2

に比例し、極めて大きな値となります。

この問題の条件である自己インダクタンス9倍とは全く一致しません。

したがって、この選択肢は誤りです。

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