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【電験3種理論】平成21年問1を解く【コンデンサ問題】

今回の勉強資料は「並列接続されたコンデンサとの闘い」がテーマ。

平成21年問1(コンデンサ問題)だ。

「並列接続」が鍵である。

しかも、コンデンサ問題は配点の高いB問題(10点)で出題されることが多いので、確実に正解できるまで取り組んでみて欲しい。

選択肢を絞り込んでいくことも重要なので、意識してみて欲しい。

電験3種理論 平成21年問1

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回答

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押さえるべきポイント

コンデンサ問題は覚えておくべき公式が多い。故に、公式を覚えることが苦手な人は鬼門と感じる問題かもしれない。

だが、ポイントを押さえておくだけで、この手の問題は得点源にできる。是非ともこの問題を何度も解く中で公式を覚えてみて欲しい。

 

1.コンデンサの電界は簡単に求められる

コンデンサにかかる電圧(電位)÷コンデンサの隙間(電極間距離)

 

かなり単純だ。

電界Eというのは「電圧」「距離」だけでいいのだ。

誘電率やその他の記号は関与しない。

コンデンサが並列に接続された時点で、電圧は同じであるから、距離でしか電圧の違いが生まれないと覚えておくといい。

 

2.電束密度も簡単に求まる

電束密度は「D」で表現されることが多い。どうやって求めるかというと

D=「誘電率※」×「電界」

※比誘電率×真空の誘電率

 

大抵、比誘電率と真空の誘電率は問題に与えられている。そうなれば、電界を求めることで自ずと電束密度が求める。

もし、誘電率を求めるような問題の場合、それ以外の記号には条件が提示されているだろう。

式を立ててやるだけだ。

 

3.電束の定義を覚えているか

(ウ)を解く際に必要になる知識だ。

そして、電験ではちょこちょっこ必要となる知識なので、ここで覚えておくといい。

電荷1(C)から一本の電束が放射される

これは「定義」だ。

この定義を覚えておくと、いいことがある。

 

4.電束密度と面積の関係性を知ろう

1(C)を面積で割ることで、電束の密度になるのだ。

(別の表現をすると「単位面積あたり」とも言われる)

 

つまり、電荷量が与えられていない場合

①電界求める

②電束密度求める

③面積が分かっている

 

よって、電荷量が求まるといった感じで問題が解けるのだ。

それがこの平成21年問1である。

 

高専時代にこの手の問題は沢山解いた記憶がある。闇雲に解かせるのではなく、論理的に分かりやすく説明すれば、楽に解けると今は思う。

 

まとめ

「平成21年問1を解く【コンデンサ問題】」は以上である。

コンデンサ問題は「公式問題」と言っても過言ではない。きちんと問題パターンを把握して公式を使いこなせるようになろう。

この記事で「電界」「電束密度」「電荷算出」を学ぶことができているので、大きく成長できていると思う。

使っている問題集について

問い合わせを頂いたので、共有しておきます。

自分は電気書院から出版されている「電験3種過去問題集」を使用しています。

 

❑電験3種過去問題集(平成30年)❑

 

※ただし、解説がちょっと難しいです。図も少ないので初学者にとっては厳しいと思われる。(怒られるかな・・・)

事実、口コミにも厳しいコメントがあるのでベースの知識が結構必要と言える。

❑Amazonの口コミ❑

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総チェックという感覚で使用される人にとっては、一気に問題に触れられるので使いやすい。電話帳サイズなので持ち運びが難点。