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物理 大学生・専門学校生・社会人

A.Bの電流がcにつくる磁場はなぜ図のようになるのか教えてください。 右ねじの法則をどう使えば図のようになるんですか?

例題43 平行電流がおよぼしあう力 図のように, 3本の平行で十分に長い直線状の導線A, B, とBに紙面の表から裏の向きに, Cには逆向きに,いずれも cを, 一辺10cmの正三角形の頂点に, 紙面に垂直に置く。 A 12.0Aの電流を流す。 真空の透磁率を4×10-7 N/A とする。 (1) A,Bの電流が,Cの位置につくる磁場の向きと強さはい くらか。 (2)導線Cの長さ 0.50mの部分が受ける, 力の向きと大きさはいくらか。 指針 (1) ねじの法則を用いて, A, B の電流がCの位置につくる磁場を図示し, それ らのベクトル和を求める。 磁場の強さは. H=I/(2πr) の式を用いて計算する。 (2) フレミングの左手の法則から力の向きを, 磁場 261 発展問題 524 10cm B ので,Ha=H, である。 合成磁場は,図の右 向きとなる。 H, HB は, I 2.0 10 H=HB= = = - [A/m〕 2лr 2×0.10 π 合成磁場の強さHは, F=1JHI の式から力の大きさを求める。H=2×Hacos30°=2x10x1 08 π =5.50A/m 5.5A/m 10/3 = π 解説 F30° 電流の大きさは等しく, Cまでの距離も等しい (1)A,Bの電流がC の位置につくる磁場 A,Bは,右ねじの 法則から、図のように なる。HA,HB は,そ れぞれ AC, BC と垂直である。また,A,Bの -HB CQ H (2) フレミングの左手の法則から, 導線Cが受 ける力の向きは,AB と垂直であり,図の上 HA 向きとなる。 力の大きさFは, AQ &B 10√3 F=μolHl=(4×10-7) x2.0x -×0.50 π =6.92×10-N 6.9×10-N

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物理 大学生・専門学校生・社会人

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B 【問5】 (第1回レポート 【問4】 の続き) 図のように, 温度 T の環境下で、 取手のつ いたピストンがある容器の下側に物質量 n の理想気体が封じ込められていて, 容器の 上側は真空になっている. 気体は容器を通して外界との熱のやりとりは自由にできる ものとし、ピストンの質量は無視できるほど小さく, 滑らかに動かせるものとする. ピ ストンの取手の上におもりをのせてあり, 気体の体積はV」 となっている. 以下の 問いに答えよ. (i) おもりAがのっている取手の上に, 追加でおもりBをのせるとピストンはさら に下降し、しばらくしたのちピストンは静止して気体の体積がV2 となった. こ の状態変化に伴うエントロピーの変化量 AS1 2 を求めよ. (ii) おもりBだけを取り除くと, しばらくしたのち気体の体積は V1に戻ってピストンは静止した. この状態変化に伴うエ ントロピーの変化量 AS2→1 を求めよ. (iii)(発展問題) (i) (ii) それぞれの過程でのエントロピー生成 7 Sgen1→2, Sgen2→1 を求め,これらの過程の可逆性を論 じよ. (iv) (発展問題) おもりAがのって熱平衡である状態1と, おもりBがのって熱平衡である状態2の間における, ヘルムホ ルツの自由エネルギーの差 AF1→2= F2 - F1 を求めよ. (v) (発展問題) 状態変化 1→2の間に, おもり AとBの位置エネルギーが気体に与えられる. これと (iv) で求めた AF1 2 との差は何を表しているのかを議論せよ. *4 ガソリンエンジンの熱力学的モデルとされるサイクルである. C→Dが可燃性混合気の圧縮, DAが燃焼, AB が膨張, B→Cが排気・吸気 に対応する. DAにおける吸熱は温度 TA の熱源から, BCにおける放熱は温度 T の熱源へ 瞬間的に行われるものとする, *5 仕事は、体積変化に伴って圧力がするものだけとする. *6 実際のガソリンエンジンでは,過程DAでのエネルギー流入は, 熱源 A からの熱流入ではなく、 ガソリン燃焼によるエネルギー流入である. Q *7 過程 A B において, 温度 T の熱源から熱Qを受けとるとき, Sgen = (SB-SA) - T

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工学 大学生・専門学校生・社会人

16.6の問題で、答えが合わないのですが、どこが間違ってますでしょうか?

134 16章 交流回路網の解析 演習問題 = 30 + j20 [), Z3 = 20 - j10 [2] のとき, i,, i2, i,のフェーザ表示を求めよ。 また,E, E2, I, f2, is のフェーザ図を描け。 135 16.7 問図 16.7の定電流源回路を定電圧源回路に置き換えたときの等価回路を描き,その 定数 Eo, Zo を求めよ。 16.8 問図 16.8の定電圧源回路を定電流源回路に置き換えたときの等価回路を描き,その Is E。 定数 Io, Yを求めよ。 問図 16.1 問図 16.2 o a 求めよ。 16.3 問図 16.3の回路で, E =D 10+j0 [V], E2 =D 5+j3 [V], Z, = 10+ j0[91 2=3+4[n] Yo= 0.3- j0.4 [S] 6=520°[A] E 5+j4 [9], 3 = 3-j2 [2] のとき, 回路の電流Iおよびa-b間の端子電圧立のっ ザ表示を求めよ、また, B1, Ea, i, Vのフェーザ図を描け。 16.4 問図 16.4の回路で,図のように網目電流 Ia, 6を定めたとき, 網目電流法を用い 電流i,, is のフェーザ表示を求めよ、 また, 電源から見たインビーダンスクのに 表示と抵抗 Reで消費される電力Pを求めよ。 Eo= 50Z0° [V] b bb 問図 16.7 問図 16.8 発展問題D 149 問図16.9の回路の電流 L, Ia2. Isのフェーザ表示を求めよ、 R」 R2 ーjXc R。 Ia a |る。 is BO i。 ist Rs E= 520[V] E-10/0[V] 33X1 3X」 ーjX。 R」 E=5290° [V] R=4[9] Ra=2[9] ーJXC=-j5 [n] jXL=3[] V R=1[9] EtO EO る。 b E= 10Z0°[V] R」=7[Ω] Ra=3[Ω] ーjXc= -j7[Q] jX,=j4[Ω] 問図16.3 問図 16.4 問図 16.9 16.10 問図 16.10の回路で網目電流, ね, isを定めたとき, インピーダンス Ra-jX』 に流れる電流が0である。 Eのフェーザ表示を求めよ。 16.5 問図 16.5の回路の電流, i2, is のフェーザ表示を求めよ. ただし, f=100/(2㎡) [Hz] とする。 16.6 問図 16.6の回路で,E = 100 Z0° [V], E, = 60 Z 30° [V], Z, = 50 +j40 [) ーJXュ= ー2[n] R= R」= 2「Q L Vis Rs TI[R] 320 C- 「2[0] E= 100Z0°[V] E= 100Z90°[V] R= 100 [Q] L=1[H] C= 100 [μF] EA 問図 16.10 問図 16.5 問図 16.6 STO-

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