【2019年度】第一種電気工事士《筆記試験》問1

問題

図のように， 2本の長い電線が，電線間の距離d[m] で平行に置かれている。両電線に直流電流 I[A]が互いに逆方向に流れている場合，これらの電線間に働く電磁力は。

答え

イ．\(\Large{\frac{I}{d}}\)に比例する吸引力

ロ．\(\Large{\frac{I}{d^2}}\)に比例する反発力

ハ．\(\Large{\frac{I^2}{d}}\)に比例する反発力

ニ．\(\Large{\frac{I^3}{d^2}}\)に比例する吸引力

『出典：2019年度第一種電気工事士筆記試験(問1)』

解説

正解は「ハ．\(\Large{\frac{I^2}{d}}\)に比例する反発力」です。

この問題は、平行な導体に流れる電流により働く電磁力に関するものです。

公式を覚えておけば簡単な問題です。

解き方

平行な導体に流れる電流により働く電磁力の公式

平行な導体に流れる電流により働く力F[N]の公式は次の通りです。

\(F＝\Large{\frac{μ_0I_1I_2}{2πd}\normalsize{l}}\)

この問題では左右の電流は同じ大きさI[A]となっているので、次のようになります。

\(F＝\Large{\frac{μ_0I^2}{2πd}\normalsize{l}}\)

これから電磁力F[N]は\(\Large{\frac{I^2}{d}}\)に比例する事が分かります。

吸引力と反発力

左右の電線に流れる電流の向きによって、電線間に働く力の向きが変わってきます。

• 電流の向きが同じなら吸引力
• 電流の向きが逆なら反発力

この問題では、左右の電流が逆向きで流れているので反発力となります。

まとめ

これまでの2つの事をまとめると、「\(\Large{\frac{I^2}{d}}\)に比例する反発力」になります。

よって答えは「ハ」となります。