コンデンサの並列合成が和で求められるのは、だいたいの人がしるところ。あとは一個の合成と化したコンデンサと他方のコンデンサで直列となった時のふるまいを見る。直列コンデンサは電源のロード側から見て、一番目にくるやつでも二番目に来る奴でも、、、n番目に来る奴でも同数量の電荷をそのパッケージに収めることが出来る。そして、Q=CV。電源につながれ2つに並んだどのコンデンサも同じQの電荷量をもち、そのQは静電容量...

キルヒホッフの法則を使いながら順繰りじゅんぐりに解に近づく問題。解説書の165p。権利者さまの申し立てがあり次第削除します。コツはなんといっても、どのところで高電位点をとって、そこから電圧降下を見るのかだろう。V3 = ( 150 + 200 ) I2 のところでは、100Ωの端子の上端で高電位をとって、時計回りにふたつの直列抵抗を下って、下端の分岐点で電圧降下の式を成り立たせている。またそれら直列抵抗と100Ω抵抗端子...

ビオ・サバールの法則とは、あるところに電流が一定方向へ流れている電線があるとして、電流が一定方向へ向かって流れているということは、必然その電線の周りには磁界が発生しているわけで、電線の近くに立つ観測者が受け取る磁界の大きさを式に表したものである。ΔH = I×Δl / 4πr^2sinθある観測点を細かく分けた時の微小の電界大きさが左辺。右辺の微小のlは電線を細かく分けて見た時、と左辺右辺で微小の対応を決めている。sinθ...

等電位線を描け、とくるとおっかなびっくりするが、なんてことはなし。落ち着いて、それぞれの電荷から発せられる電位を解けばよい。 V = Q / 4πεrある電荷からr離れた位置での電位（すなわち電荷によるところの位置エネルギー）は、電荷量が大きければ大きいほど当然エネルギーは大きいし、遠いほど小さい。というのを表しているのがこの式。4πであったり、誘電率εは今回は特に気にしなくていい。気にしないといけないのは、こ...

a問題は鉄心と空気はどっちが磁界が強いかさえ分かっていれば、解説書に書いてあるような計算は、a問題の段階からは必要ない。よって、磁界の強さはどうやって決まるのかを分かっておく必要がある。H = φ / μAΦは磁束。μは透磁率。Aは磁界のベクトルに対し垂直な断面積。今回の場合この断面積は全て同じなので考慮の必要はなし。上式より、磁界の大きさ概念は、単位面積当たりの磁束密度と置くことが可能だ。透磁率の分母は磁束の...

三相交流の問題はわりあいワンパターンで、基本的には一相分の等価回路を描くことで問題に取り組んでいく。最初は三相負荷の有効電力と力率について求める。解説書の153p。権利者さまの申し立てがあり次第削除します。図のように、一相に直した場合はごく単純な閉回路モデルにできる。それとひきかえに、電圧源には√3が除される。誘導性リアクタンスの求め方や、RL直列の合成インピーダンスの式は今更いちいち書かない。た...

まず、最初に。問題文にブリッジという文言が出た時点で、電験の問題ではほぼ確実にブリッジの公式を使えることが約束されている。今回の場合も、ブリッジの便利な計算を利用する。解説書151p。権利者さまの申し立てがあり次第削除します。問題の場合においてはDを中心に、R1とC1の並列回路を1セット、対偶の位置にあるのをZとみなすのだ。そうして、Z1Z＝R2R3というブリッジ等式を作り出す。Z1はR1とC1と...

トランジスタ回路の問題はとかくキルヒホッフの閉回路の法則をつかうので、これを使いこなさないことには解けないことが多い。今回問題でも回路内にふたつのサークルを見つけ出し問題を解くのである。解説書149p。権利者さまの申し立てがあり次第削除します。まず上図のようにそれぞれの抵抗の端子間電圧を記述していく。すなわち、今回は電圧源を左辺に置き、右辺に電圧の重ね合わせを試みようとしているわけだ。実際には以下...

ひずみ波交流はタイトルの通りに訳せる交流電流であり、その違いは、正弦波交流がただ単に、正弦波の角周波数が係数1のものだけを考えればいいのに対し、ひずみ波交流iはi = I0 + √2I1sin (ωt + φ1 ) + √2I2sin( 2ωt + φ2) + .....+ √2Insin( nωt + φn)I0は直流。電気角の係数が1のものは基本波成分、係数2以降のものは高周波成分。という瞬時値iで表されるのが非正弦波交流。φは初期位相。今回の問題はi = 6sinωt + 2sin3ωtな...

大筋においてオームの法則によって問題の解決をはかる。まずは電流から。電源電流が20Aと定まっている状態なので、その道中にリアクトルがあろうがあるまいが、キルヒホッフの第一法則にしたがって、分流においてI = I1 + I2の関係が生まれる。というのも、交流電圧源の近傍で測定した電流値は、すでにリアクトルも抵抗も循環した道を計測しているからだ。ゆえに、リアクトルによってI = I1 + I2の関係性が壊れるという想定はい...

コンデンサのエネルギーは静電エネルギーのCV^2 / 2でおなじみだが、コイルにも電気エネルギーの式がある。WL = LI^2 / 2コンデンサの静電エネルギーの公式にそっくりだ。コンデンサの方は電圧の二乗だが、コイルのは電流の二乗。コンデンサは急な大電圧を吸収し徐々に開放する機器、コイルは急な大電流を吸収し、徐々に開放する機器、という認識からもこのちがいは分かりやすい。また、比例定数はコンデンサなら静電容量。コイル...

aの問題は電位の問題。電圧ではなく、電位であるのに注意。グラフにおいて、位置0mをスタート地点として、ここは電圧源とつながっている左端の電極板の位置である。当然、そうなると、コンデンサ中において最も電位が高い位置にある。ロード側につながっているのだから。反対側の電極板は接地されているために0v。また、電圧源の－側も地面に差し込んであるため、このコンデンサは地面を通して回路をつないでいる。はやとちり...

三相交流回路の位相問題。位相問題なので、必然がっつりベクトル問題になる。解説書128p。権利者さまの申し立てがあり次第削除します。スイッチを入り切りしたさいの等価回路の作図でそれほど悩む人はいないだろう。つまづくところがあるとすれば、それは電圧源の起電力向きだ。図のようにEbとEcは起電力の向きが反対になる。これは題意で与えられたそれぞれの電圧源の極性に対し、マイナス端子同士でつながれているからである...

平等磁界中を電子が等速直線運動をして横切ると、ローレンツ力が働くベクトル方向へ等速円運動をするよ、というサイクロトロン運動について語っている問題。正直、私はなぜこんな動きになるのか、まったく意味が分からなかった。電子が自分の進む方向へ前進している時に左横っ腹から磁力線を受けると、電子の頭上方向へ電磁力が働くのがローレンツ力の現象なのだが、それなら、電子が直進したぶんだけ、そこに重力もないなら、どん...

並列交流回路の電源電流が何HZで最小になるか？と問われている問題で、やってはいけないことは律儀に回路のインピーダンスを求めて、回路全体へのオームの法則から電流を求めようとすることだ。 たしかに電源電流I = 電圧源V / インピーダンスZで求められるのだが、問題のネックとなるところは、コイルとコンデンサがいることであり、こうした回路においては、インピーダンスが最も大きくなるにはどうしたらいいかを考えるのが先...

交流電源回路内の指定の負荷と電圧源との位相差をみる問題。であるが、この問題。誘導性負荷というしろものがどんなものか分かっていないと、実は解きようのない問題なのである。しからば、誘導性負荷の説明をするのだが、その前に我々がよく言う抵抗負荷がなにものかの紹介から。抵抗負荷は基本的にヒーターとかの電熱線であったり、照明の電球の抵抗である。これに対し、誘導性負荷とはモータやソレノイド付きの負荷のことをさす...

許容電力の異なる抵抗器どうしで、直列つなぎや並列つなぎにして、許容の電流、電圧がどうなっていくのかを見る問題。最初は直列の場合をみるのだが、直列で見る場合に最初に考えるべくは、直列だとどの抵抗器も同じ大きさの電流が流れるという事実だ。そうすると、AとBにも同じだけの電流がくるのだから、AとBのうち、どちらか小さい方の電流に合わせないといけない。そうしないと、許容値が小さい方の抵抗器がオーバーするからだ...

リング状導体に電流を流すと、磁界が右ねじの法則に従って発生する。その磁界の強さはリングの中心距離から遠ければ遠いほど強いのか。それとも弱くなるのか？を解いている問題。その答えは、弱くなる。つまり、その電気リングの中心が最も強く、リングの中心からZ軸方向へ遠ざかるほどに（リングがxy平面上にあると仮定）磁界の強さが弱くなる。解説書ではそうなる理由を電気数学的に説明している。導出方法はとくに覚える必要...

点磁荷がつくる磁界の大きさの公式を覚えよう。H = m / 4πμr^2電荷がつくるクーロン力の公式によく似るが、注意点がひとつ。静電力は電荷と電荷の積によって決まる値であるが、磁力の大きさは磁荷ひとつのみなのだ。これは、電荷が互いに吸引し合ったり反発し合ったりするのとは違い、磁力の世界ではN→Sへと力の向きがひとつにしぼられていることに起因する（と思う）。以上のことをようく踏まえ、点Aが受け取る力のベクトル作図...

解説書では計算をこしこしとがんばっているが、この問題は計算でクリアーする問題ではなく、電気の常識勘から解く問題。数値は求められていないのだから。まず最初の誘電体を電極板間に挿入すると電界がどうなるかの問いだが、これはもちろん強くなる。中身が空気のコンデンサと中身に誘電体が詰まっているコンデンサとでは、当然に誘電体の中身がつまっているコンデンサの方が静電力は強くなる。ゆえに、誘電体を間にさしはさむこ...