- 2021年8月19日
ジュールの法則と最小発熱定理
本記事では、ジュールの法則に関する式の導出、および関連する項目として「最小発熱定理」について解説する。 ジュールの法則の概要 ジュール熱 「導体中を電流が流れる」ということは、「その抵抗に逆らって電荷を高電位側から低電位側に移動させる」ことを意味する。 この電荷の移動は、導体に印加された電界が仕事をすることによってなされ、導体中の電子を加速させ運動エネルギーを与えることになる。 このとき、加速され […]
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電磁気理論
- 2020年6月20日
電気影像法とその活用
本記事では、電磁気学における解析手法の一つである電気影像法と、その活用例について解説する。 電気影像法とは 導体などが特殊な形状をしている場合に、本来存在する電荷とは別の仮想的な電荷を設定して、電界などを求める手法を電気影像法（電気鏡像法、または単に影像法）という。 また、このとき設定する仮想電荷を影像電荷という。 簡単な例として、図1のように無限に広い電位$0$の接地平面に対し、あ […]
- 2019年11月6日
直線状導体による正三角形面を通る磁束
本記事では、直線状導体がつくる磁束のうち正三角形面を通るものに関して、電験一種の旧制度の問題を通して取り上げる。 直線状導体による正三角形面を通る磁束：例題 出典：電験一種一次試験 昭和62年度問1 （問題文の記述を一部変更しています） 図1に示すように、真空中に置かれた無限に長い直線状導体に電流$I[\mathrm{A}]$が流れている。 図1 直線状導体と正三角形 […]
- 2019年10月30日
円筒導体における電流分布と表皮効果
本記事では、円筒導体に流れる電流の空間および時間分布を考え、表皮効果と表皮の深さに関する式を導出する。 円筒導体内の電流分布 円筒導体における電磁気の基本式 円筒導体の長さ$x$方向に、時間$t$で変化する電流密度$\boldsymbol{J}\left(x,t\right)$である電流が流れている場合を考える。 ただし、電流はその他の方向には流れ出ないものとする。 このとき、導体内 […]
- 2019年6月1日
大地に埋め込まれた球電極間の抵抗
本記事では、大地に埋め込まれた球電極間の抵抗の計算について、例題を通じて解説する。 大地に埋め込まれた球電極間の抵抗：例題 出典：電験二種筆記試験「理論」 昭和44年度問1 $A$，$B$ $2$つの金属球電極があって、$A$は直径60cm, $B$は直径10cmである。 両電極を$20\mathrm{m}$隔てて大地に各電極の$1/2$を埋めたとき、電極間の抵抗を求めよ。 ただし、 […]
- 2019年5月22日
中空導体がつくり出す磁界
本記事では、かなり特殊なパターンではあるが、中に空洞が存在する中空導体がつくり出す磁界の計算について、電験一種の旧制度の過去問を例として考えてみる。 中空導体がつくり出す磁界の計算：例題 出典：電験一種筆記試験「理論」 昭和57年問2 図1に示すように，半径$a[\mathrm{m}]$の円形断面をもつ無限に長い導体があり、この導体内には、半径$b[\mathrm{m}]$の円形断面をもつ空洞が全 […]