受動回路素子の要点

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柱はインダクタの2つの式(V=LΔI/Δt・W=½LI²)「Lが増えれば電流は減る」キャパシタは電流が進むの3つです。 → 受動回路素子の過去問と解説

① インダクタの計算は2つの式だけ

問われ方過去問の答え
電流変化から自己インダクタンス(第31回午後46)V=L・ΔI/Δt → L=V÷(ΔI/Δt)1sに0.1A→0.2A(0.1A/s)で1V → 10H
蓄えられる磁気エネルギー(第30回午前46)W=½LI²10H・1A → ½×10×1²=5J
10Hの問題は第33回午前47で数値までそのまま再出題されました。この2式だけは確実に。キャパシタ側の対になる式はW=½CV²です。

② コイルの性質——「Lが増えれば電流は減る」

交流でのコイルの通しにくさはXL=2πfL。そしてLは巻数の2乗に比例し(L∝n²)、鉄心を入れても、コイル径を大きくしても増えます。第32回午前49はこの一往復で解けます。
操作L・XL電流I
巻数nを増やすL増(n²で効く)→XL減る——これが正解の選択肢
鉄心を入れるL増減る
コイル径を大きくするL増減る
周波数fを高くするXL減る
電圧Vを高くする変わらず増える
スイッチを入れた直後の電流は1−e−t/τの形で立ち上がる(第33回午前50・答えは指数関数的に増加する波形)。この考え方は過渡現象の要点にまとめてあります。

③ キャパシタは「電流が進む」

第31回午後49の答えは「電圧は電流よりπ/2位相が遅れている」。同じことを裏から言うとキャパシタでは電流が電圧より90°進むです。コイルはその逆(電圧が90°進む)、同位相になるのは抵抗だけ——この3点セットで位相問題は全部さばけます。

④ 抵抗はR=ρL/A——ワナは断面積

第30回午後49:長さ1km・半径1mm・抵抗率2×10⁻⁸Ωm。

A=πr²=π×(10⁻³)²=π×10⁻⁶m²
R=ρL/A=2×10⁻⁸×1000÷(π×10⁻⁶)=20/π≒6.4Ω

落とし穴は半径か直径かmm→mの換算の2箇所だけです。

→ 過去問で確認する

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