図は発電機の簡易モデルである。図のように、巻き数1 で面積S［m2］のコイルが一様な磁束密度B［Wb/m2］の中で、一定の角速度~［rad/s］で反時計回りに回転している。コイルの端子に誘導される電圧を表す式はどれか。ただし、t = 0 とした時点で、コイル面は磁束に平行の状態であったとする。回転軸磁束密度B コイル面積S 回転 S 極 N 極
1. BS sin（~t）
2. BS cos（~t）
3. BS~ sin（~t）
4. BS~ cos（~t）
5. BS~2 cos（~t）

Q: 第39回 臨床工学技士国家試験 午後 第50問（電気工学）の正答は？

第39回 臨床工学技士国家試験 午後 第50問（電気工学）の正答は 4 です。コイルを貫く磁束Φ＝BS・cos（法線と磁束のなす角）。

Question

図は発電機の簡易モデルである。図のように、巻き数1 で面積S［m2］の コイルが一様な磁束密度B［Wb/m2］の中で、一定の角速度~［rad/s］で反時計回り に回転している。コイルの端子に誘導される電圧を表す式はどれか。 ただし、t = 0 とした時点で、コイル面は磁束に平行の状態であったとする。 回転軸 磁束密度B コイル 面積S 回転 S 極 N 極
1. BS sin（~t）
2. BS cos（~t）
3. BS~ sin（~t）
4. BS~ cos（~t）
5. BS~2 cos（~t）

Accepted Answer

正答: 4番。■ 正答：4番 — BSω cos（ωt） コイルを貫く磁束Φ＝BS・cos（法線と磁束のなす角）。t＝0でコイル面が磁束に平行＝法線が磁束に垂直なのでΦ＝0から始まり、Φ＝BS sin(ωt)。誘導起電力は e＝−dΦ/dt の大きさで e ＝BSω cos(ωt)。ω（角速度）が係数に掛かる点がポイント。よって4番。 【各選択肢の解説】 1. BS sin（ωt） ❌ 誤り。これは磁束Φの形。起電力は時間微分が必要でωが掛かる。 2. BS cos（ωt） ❌ 誤り。ωが掛かっておらず、次元も起電力にならない。 3. BSω sin（ωt） ❌ 誤り。位相が90°違う。t＝0で磁束0＝磁束変化率最大なので、起電力はcos形（t＝0で最大）。 4. BSω cos（ωt） ✅ 正しい。e＝−dΦ/dt＝−d/dt[BS sin(ωt)]＝−BSω cos(ωt)。大きさはBSω cos(ωt)。 5. BSω²cos（ωt） ❌ 誤り。ωは1次のみ。ω²にはならない。 【試験対策ポイント】 - ファラデーの電磁誘導：e＝−N・dΦ/dt（N＝巻数、本問N＝1）。 - 回転コイル：Φ＝BS cos(ωt+φ)、起電力の振幅はBSω（＝最大起電力）。回転が速い（ω大）ほど、面積・磁束密度が大きいほど起電力大。 - 初期条件で正弦/余弦が決まる：t＝0でコイル面が磁束に平行（Φ＝0）→起電力最大→cos形。t＝0でコイル面が磁束に垂直（Φ最大）→起電力0→sin形。

Answer

1. BS sin（~t）

Answer

2. BS cos（~t）

Answer

3. BS~ sin（~t）

Answer

4. BS~ cos（~t）

Answer

5. BS~2 cos（~t）

第39回 臨床工学技士国家試験 午後 第50問

第39回臨床工学技士国家試験午後第50問