電験3種(理論)で出題される「レンツの法則」とは?計算式と過去問題について解説します。
レンツの法則とは
レンツの法則とは、電磁誘導によってコイルに生じる起電力$e$は、誘導起電力によって生じる電流がコイル内の磁束の変化$d\phi$を妨げる向きになるように発生するという法則です。
$e=-N \frac{d \phi}{dt} $
【令和6年度下期・問3】電磁誘導によるコイルの起電力
巻数30のコイルを貫通している磁束が0.1秒間に1Wbの割合で直線的に変化するとき、コイルに発生する起電力の大きさ $\text{[V]}$ として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
| – | (1) | (2) | (3) | (4) | (5) |
|---|---|---|---|---|---|
| 起電力 $\text{[V]}$ | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 |
解説
正解は(2)です。
ファラデーの電磁誘導の法則により、コイルに生じる誘導起電力の大きさ $e$ は、巻数を $N$、磁束の変化量を $\Delta \Phi$、時間の変化量を $\Delta t$ とすると、次式で求められます。
$$e = N \frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$$
数値を代入します。
$$e = 30 \times \frac{1}{0.1} = 300 \text{ [V]}$$
したがって、300 となります。
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