電験三種 H30年 理論 問4 問題と解説

　問 題　　　　　

図のように、原点Oを中心としx軸を中心軸とする半径a[m]の円形導体ループに直流電流I[A]を図の向きに流したとき、x軸上の点、つまり、(x、y、z)=(x、0、0)に生じる磁界のx方向成分H(x)[A/m]を表すグラフとして、最も適切なものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

 

 

 

 

 

　解 説　　　　

まず、円形導体に電流が流れると磁界が発生しますが、その向きは右ねじの法則に従います。問題文の図中に示された電流Iと磁界H(x)の矢印の向きを確認すると、きちんと右ねじの法則の向きになっています。つまり、H(x)の値は常に正であることがわかります。

よって、選択肢のうち(1)と(3)と(5)は不適であるとわかります。(5)はほんの少しですが磁界が負になっている点に注意してください。

また、x軸上での磁界の大小ですが、これは電流の流れている導体に近いほど強く、導体から離れるほど弱くなっていきます。そのため、x軸上で最も磁界が強いのは、円形導体ループの中心であるx=0のところです。

よって、選択肢(2)と(4)とでは(4)のほうが適切なので、これが正解と判断することができます。