【電験28】R2理論の問1(電界と電圧とエネルギー) | 技術士を目指す人の会

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勉学を通じて成長をナビゲートする講師。
2008年に技術士合格後、「技術士を目指す人の会」を立ち上げ、多数の技術士を輩出。自身も勉学ノウハウを活かして行政書士、世界史検定2級、電験三種に合格。

●先々週、先週学んだこと(勉強再開から10週間目:1/3〜1/16)

遊んでいたわけではないのですが、電験の勉強していません。

12/27から1/15までの約3週間、ノータッチです。

まずいなぁとは、思っていました。

先日、久しぶりに「基本からわかる電磁気学」を開いてみました。

P158から読み始めたのですが、まったく分かりません。

内容が難しいこともありますが、まったく歯が立たないのは、無勉強の期間が長すぎました。

反省です。

 

とはいえ、このまま「基本からわかる電磁気学」を読み続けても、理解が深まる予感がしない。

正直なところ、純理系としての自分の能力不足を目の当たりにしてした感じです。

というわけで、勉強方法を変えることにしました。

 

●電験三種の理論に特化

当面の目標は、電験三種に合格することです。

背伸びするのは止めて、試験で得点するため、電験三種に出題されることを勉強します。

というわけで、まずは、令和2年度に不合格になった「理論」の問題を解いていきます。

折角時間がありますので、TACの「電験三種 理論の教科書&問題集」の何ページを読めばこの問題を解けるのか、という視点で問題を解いていきたいと思います。

これ以降、TACの「電験三種 理論の教科書&問題集」のことを、「TAC理論」と呼びます。

 

では、問1です。

 

問1は、静電気の問題です。

本文中、平等電界という用語があります。この意味は、「電界の強さと方向がいずれの点でも同一である空間」です。

上図で言うと、電界Eが4本の直線で示されていますが、図中、どこでもEは同じ大きさで、その方向も同じという意味です。

 

TAC理論のP91より、

 E=V/L

という数式があります。

Eが電界(V/m)、Vが電圧(V)、Lが距離(m)です。
Eが一定ですから、電界に沿った距離Lに応じて電圧Vが変化するわけです。

ab間のLは1mですから、ab間の電圧V=E・L=Eになります。

ac間のLについては、単純に点Aと点Cの直線距離ではありません(ちなみに直線距離は0.806mです)。

ここの部分が引っ掛けですね。

電界に沿った距離により、電圧が決まるわけですから、ac間の距離Lは、1-0.3=0.7mになります。

というわけで、電圧は以下のようになります。

 V=E・L=0.7E

 

一方、TAC理論のP82より、

 V=W/Q

という数式があります。

Vは電位(V)、Wはエネルギー(J)、Qは電荷(C)です。

上式を変換すると、W=Q・V ですから、電荷と電位を乗じるとエネルギーになるわけです。

 

問題文より、点Aから点Cまでの仕事量Wは14Jとなっています。

問題文よりQは2クーロンです。

よって、V=W/Q=14/2=7V となります。

V=0.7Eでしたから、E=10V/mとなります。
 

答えは③です。

 

 

※【電験の勉強】1つ前は こちら

 

※令和2年の電験三種までの3ヵ月間について読みたい方は、以下をご覧ください。

 初日は こちら

 4週目の「理論が一通り完了」は こちら

 8週目の「戦略」は こちら

 10週目の「全科目一通り完了」は こちら

 14週目の「受験票が届く」は こちら

 15週目の「試験本番」は こちら

 「自己採点の結果」は こちら 

 「合格発表」は こちら