物理の問題

質問

磁束密度1Tの磁界中に長さ0.5mの導体をおき、これを30m/sで運動させる。
(1)この導体に発生する起電力はいくらか？
(2)導体に電流が流れたとして10Nの力が働いているとき、引き続き同じ速度で運動させるのに必要な機械動力はいくらか？
(3)このときの負荷電流はいくらか？

解ける方は、お願いします。

回答No.1

EleMech · ベストアンサー

この問題には、重要な設定がありません。
それは、導体の移動角度です。
導体は、磁界の方向に対して９０°方向へ移動させた場合に、起電力が最大となります。
その為、この角度が変化すると答えも変化する為、まずは良い問題とは言えない事を理解してください。
今回は、９０°方向の最大起電力として仮定してお答えします。

（１）
起電力は公式に当てはめるだけです。
　e = B ・ L ・ v ・ sinθ
　　= 1 ・ 0.5 ・ 30 ・ 1
　　= 15 (V)
（２）
起電力を生み出す力は、フレミングの右手の法則です。
導体の電流が発生する力は、フレミングの左手の法則です。
これから分かる事は、導体を移動させる方向とは正反対の方向に、導体の電流が発生する力が働くという事です。
起電力により導体に１０Ｎが発生するならば、起電力を発生する為の力はその２倍必要なので、
　F0 = F1 ・ 2
　　 = 10 ・ 2
　　 = 20 (N)
（３）
導体が発生する力は１０Ｎなので、
　F = B ・ L ・ I ・ sinθ
　I = F / (B ・ L ・ sinθ)
　　= 10 / (1 ・ 0.5 ・ 1)
　　= 20 (A)
となろうかと思います。