-Out of the Question- 問題外

こんにちはー。随分放置してしまいましたね。

さて、なんとか高校初めてのテスト週刊のようです。金曜日まであるんですけどね、電気基礎がもうわかりません。


さて、電子科ってどんなことやるのってよくいわれるので、電気基礎Bについて解説しようと思います。

※ここからは興味のある人だけどうぞ


ここでは磁石、つまり磁気現象ですね、を勉強しています。まず中学でもやる大前提から。

磁石にはN極とS極があります。前者は+で後者は- 、これを正極と負極といいます。

磁石の周りに鉄粉をまくと、鉄粉がすいつけられますよね。この磁石の力を、磁力といいます。

この磁力のはたらく空間を磁界といい、磁界をあらわすためにNからSへ出るとされる空想の線を磁力線といいます。


さて、磁石には吸引力と反発力があります。もっと色々あるんですがこういう力のはたらきのことを俗にクーロンの法則といいます。

クーロンの法則としての性質に、2つの磁極間にはたらく磁力の大きさは磁極間の2乗に反比例し、磁極の強さの積に比例します。
意味わかんないですね。

つまりこれは、磁石を一定距離において、その間にどれくらいの力がはたらくか?ということをあらわす公式の前提となります。

さて、電流をあらわす量記号はI、単位はアンペア(A)というのは誰でも知ってると思いますが、これからは磁極の量記号や単位記号を書いていきます。これをわかってないと公式がかけません。

まず磁極の強さを表すのに、量記号はm、単位にウェーバ(Wb)を使います。

距離はr(m)、力はF(N)ですね。()の中が単位記号で表しているので、m=エムと、(m)=メートルを間違えないようにしてください。

さて、磁極の力を求めたいわけですので、まずF=の式になるはず。

先人たちが開発した式がこれです。
    1   m1、m2
F= ――×―――
   4πμ   r2乗

と、なります。パソコンで分数ってあらわしにくいね@@  

俗に読むと、エフイコール4パイミューぶんの1かけるアール二乗ぶんのエムワン、エムツー

とよみます。

Q:何でmが2つあるの?
A:磁極間、つまり2つの磁極の間に働く力F(N)を求めるからです。r2乗の理由は上のクーロンの法則の性質を読めば理解できるはず。

さて、ここで意☆味☆不☆明(ATM風に)な単語がありましたよね。

そう、μ(ミュー)です。

これは「透磁率」の量記号で、透磁率とは、簡単にいうと磁石の通りやすさ、です。

透磁率は量記号にμ、単位はヘンリー毎メートル、(H/m)を使います

さて、大体磁石の力の透磁率は真空中を前提にはじまります。空気中の透磁率は1+0.36×10の-6乗で、これを計算すると、0.000000136と、真空中の0とほぼ同じ。

つまり、空気中で、○○の磁極間は~~

と、いうのと、真空中で、○○の磁極間は~~

と、いうのは透磁率ほぼ同じ値で考える。

ちなみに透磁率は真空中、空気中のほかに色々あります。

Mn,Znフェライト(1000~4000)、メタグラス(2500~300000)、スーパーマロイ(100000~600000)

等がありますが普通は使いません。

さて、先人達が開発した真空中の透磁率μの式はこうなります。

μ=4π×10の-7乗(H/m)

これをさっきの式にあてはめます。

       1           m1、m2
F=――――――――― ×――――  を計算すると、
  4π×4π×10の-7乗    r2乗

            m1、m2
6.33×10の4乗×――――
               r2乗

ってことになります。

ここで問題、ここまで見てくれた君も解いてみよう。

Q,磁極の強さがそれぞれ2×10のマイナス4乗(Wb)と4×10のマイナス5乗の2つの磁極を空気中で4(cm)距離を隔てておいた。磁極間にはたらく力を求めよ。


※:分数計算、係数計算のできる電卓が必要です。


さて、公式にあてはめるだけなので電卓さえあれば簡単よん

            4×10のマイナス5乗×2×10のマイナス4乗
6.33×10の4乗×――――――――――――
                   0.04の2乗

=0,317(N)

Q、なぜ0.04?

rの単位記号は基本(m)メートルです。この問題の場合、センチメートルであらわされたので、メートルに直してから計算しなければなりません。




さて、他にも磁界の強さや方向を求める公式や磁束密度の公式を習っているんですが、また今度にします。好評だったらの場合ですが(;´д`)













長々と話しましたが実はテスト週間なんですよねうひひ(


テスト終わったらフレンドリー学習とかいうのがあって三重の長島なんちゃらランドにいくらしいんですが絶叫系ダメなんで、雨乞いでもしようかと・・・(ry


ちなみに雨になると名古屋港水族館です\(^o^)/



うちの学校はどれだけチープなんだ(;´д`)
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by maplecafe8113 | 2008-05-18 10:26 | 理解不能


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