この問題で誘導起電力が解答解説にある通りになる理由が分からなので解説をどなたかお願いします🙇‍♂️

178 2023年度 物理 [II] つぎの文の 法政大 2/14 法政大 - 2/14 2023年度 物理 179 に入れるべき数値を解答欄に記入せよ。 抵抗1の電圧降下V の実効値は. (g) 度となる。 (f) Vとなり, Vac と Vの位相差は コイル1 コイル2 電池を使ってスマートフォンを充電する場合など, 電圧を上げる昇圧が必要と なる。 コイルを用いた昇圧の原理を、 図2-1を用いて考えてみよう。 ただし、 コイル1とコイル2. コイル3とコイル4はじゅうぶん長い鉄心に密に同じ向き に巻かれ、2つのコイルを貫く磁束は等しいものとする。 また, 電池1の起電力 を1V, コイル 1. コイル2の自己インダクタンスを1mH, コイル1とコイル 2の相互インダクタンスを1mH 抵抗1の抵抗値を100Ω とする。 最初は全て のスイッチを開き, コイルに流れている電流は0とする。 S1 S6 S3 S2 S5 (i) 図2-1の回路において, 抵抗1に電池よりも高い電圧を加えるため、つぎ のようにスイッチを操作する。 まずスイッチS1およびS2を閉じコイル1に 電流を流す。 S1 S2を閉じてから1ms後にコイル1を流れる電流は (a) Aとなる。 S1 S2を閉じてから1ms後にS2を開き同時にS3を 閉じる。 このとき, 抵抗1の両端の電位差は (b) Vとなり 電池の起電 力よりも高くなる。 じゅうぶん時間が経つと, 抵抗1の両端の電位差は (c) Vとなり低下する。 (ii) このため,いったんS3 を開き, (i)と同様にS1とS2を閉じたのち, S2を 開き同時にS3を閉じる。 これを繰り返すことで抵抗に加わる電圧を電池の起 電力よりも高くすることができる。 (ii) いったん全てのスイッチを開き, S4を閉じることでコイル1およびコイル 2 を直列に接続する。 このときのコイル 1. コイル2の電流は0とする。 この 直列接続されたコイルの自己インダクタンスは (d) mHである。 この状 態でS1, S5を閉じる。つづいて1ms後にS5を開き同時に S6を閉じる。 このとき 抵抗1の両端の電位差は (e) Vとなる。 電池1 S7 図2-1 コイル3 コイル4 抵抗 1 V. 交流電源1 ~ Vac 交流電圧であれば変圧器 (トランス) を用いて容易に電圧を昇圧することがで きる。 抵抗 1 (iv) 図2-2において, S7を閉じる。 ここで, コイル 3, コイル4の自己イン ダクタンスをそれぞれ1mH, 100mH コイル3とコイル4の相互インダクタ ンスを10mH 交流電源1の電圧Vac の実効値を1Vとする。 このとき, 図2-2

物理（２）についてです。 上記で求めたIとVを使ってP＝IVで電力を求めてはいけないのですか？

リード 考 301 変圧器と送電 図は,交流の電気を送 電するしくみを示している。 変圧器の一次コイル の巻数を N, 二次コイルの巻数を Nz, 一次側の 電圧の実効値を Vie, 電流の実効値を Le とする。 (1) 二次側の電圧の実効値 Vze と電流の実効値e 2e Ite 変圧器 Vie P P を求めよ。 ただし, 変圧器は理想的なもので, IleVie = IzeVze が成りたつものとする (2) 二次側の送電線の抵抗値をRとするとき, 送電線で消費される電力Pを求めよ。 (3) N2 を10倍にしたとき, V2e, Ize, P はそれぞれ何倍になるか。 ただし, Rは常に一 定であるとする。 (巻数N) 一次コイル 二次コイル (巻数 N2)

⑵についてです。 解答ではP=RI²で求めていますが、P=VI（（1）より200×5）と求めたら間違っている理由を教えてください。

552. 変圧器と送電 発電機で発電した実効値 100V 10.0 Aの交流について, 変圧器で電圧を変え, 送電線で送電す ることを考える。 変圧器の一次コイルの巻数は300回 次コイルの巻数は600回であり, 一次コイルに発電機, 二次 5 コイルに送電線が接続されている。 送電線の抵抗値は |100V 10.0A 次 20.0 である。 変圧器では, 電力は失われないものとする。 コイル 変圧器 20.0Ω 8A2 二次 "コイル (1) 二次コイルに生じる電圧の実効値と, 流れる電流の実効値はいくらか。 (2) 送電線で消費される電力の時間平均はいくらか。 (3) 二次コイルの巻数を6000回にしたとき, 送電線で消費される電力の時間平均はい くらか。

発電所から送電線に送り出される交流の電圧をv、電流をIとすると，その電力は(ア)と表される。 送電線の抵抗値がRであるとき，送電線で消費される電力は，(イ)となる。したがって，同じ電力量を送るとき，送電線での電力損失を小さくするには，発電所で変圧器を使い。電圧を(ウ)して送... 続きを読む

発電所では,発電機で発生した電圧を変圧器で数十 万Vに昇圧している。 発電所の供給電力を P, 送電 線で単位時間当たりに発生するジュール熱をとす ると,電力の公式 「P=IV=IR」 より,発電所の供 給電力Pは P=IV 送電線で単位時間に発生するジュール熱」は p=rR したがって,ジュール熱による電力損失を減らすた めには,電流Iを小さくすればよい。 I を小さくした ときに同じ電力Pが供給されるためには, 電圧Vを 高くする必要がある。 以上より, 最も適当なものは⑧。 発電所 変圧器 送電線 R 家庭 変圧器 ミス注意! 送電線に送り出される電圧Vは、送電線の抵抗による 電圧降下とは異なるので,p= V² R とはならない。 電力 は,電圧,電流 抵抗のうち2つを使って表すことがで きるが,どれを使うか間違えないように注意しよう。

写真の赤線部についてですが、なぜ1次コイルの誘導起電力の大きさは電源電圧(この場合、交流電源の電圧)と等しいのですか？

C 交流による送電 変圧器 世界中で交流がよく用いられて 1次コイル いる理由の1つに,変圧器(トラ transformer ンス) を使って簡単に電圧を変え られることが挙げられる。 変圧器は、図24のように共通 の鉄心に2つのコイルを巻いたも のである。 1次コイルに交流電流を流すと, 鉄心の中に変動 する磁界が発生する。 この磁界は2次コイルを貫く ため,電磁誘導によって2次コイルにも変動する電圧が発生する。 1次コイルの巻数を N1, かける電圧を V1, 流れる電流を In, 2次コイ ルの巻数を N2, 発生する電圧を V2, 流れる電流をIとし, コイルの抵抗 は無視できるものとする。 1次コイルに電流を流し, 時間tの間に鉄心 の中の磁束が⊿だけ変化したとすると, 1次コイルの誘導起電力の大き さは,電源電圧の大きさに等しくとなる。また、発 が鉄心の外に漏れないとすると,2つのコイルを貫く磁束の変化は等 しいので,2次コイルの誘導起電力の大きさは,V2-№.2c れる。したがって, 1次コイルの誘導起電力の大きさ V1, 2次コイルの で表さ 2次コイル 第4部 電気と磁気 図 24 変圧器 ル側で周波数は変化しない。 1次コイル側と2次コイ Check p.296式(2) V=-N² 40 4t 18 誘導起電力の大きさ V2 と, それぞれの実効値 Vie, V2e, および巻数N, Mi coraz N2 との間には, 次の関係が成り立つ。 V1_Vie _ N1 (21) V₂ V2e N₂ また,エネルギーの損失がない理想的な変圧器では, 1次コイルと2次 コイルで電力が等しい。このとき, 1次コイル, 2次コイルを流れる電流 の実効値をそれぞれ Ine, Ize とすると, Vielle = V2eze という関係が成り 立つ｡ 1 2 20 ■変圧器の2次側に何も接続しなければ, I2=0 となる。 このとき, 1次側は単なるコイルとなっ て電流が流れるので, Le0 である。 すなわち, Vielle = V2eIze は厳密には成り立たない。 実際の 変圧器では, コイルの巻数を多くするなどして Ize = 0 のときのeを小さくしている。

解説お願いします🙇‍♀️

2 [工学院大] 次の文章の空欄に当てはまる適切な数値を答えよ。 数値は有効数字2桁で答えること。 電力は発電所から都市部まで高電圧で 送電線1 (180km) 送電される。 高電圧を使用すると送電損失 を低減することが可能なためである。 E[V] 発電所 送電線 2 (180km) 送電は交流で行われているが, 高電圧 送電は直流でも損失が少ない。この原理を図に示す例を用いて確かめてみよう。 茨城県鹿 島市には火力発電所が稼働しており, 東京までの送電線の長さは180km とする。 高圧送 電線には送電線の軽量化を図るために主にアルミニウムが用いられる。送電線の断面積を 600mm² とし, アルミニウムの抵抗率を2.65×10-Ω･m とすると送電線1の抵抗値 はアとなる。送電には送電線1と送電線2とが用いられるので送電線全体での抵 抗値はこの2倍となる。 まち 大型ヘアドライヤーは1台で 1500 W 程度の消費電力である。 そこで,100台のヘアドライヤーを 同時にはたらかせるためには 1500 W x 100 = 150kW を消費するとすると, 150kWの電力を送電する必要がある。 図の電源を発電所と考えて送電を行う。 高電圧送電の例として E=50万 V, 低電圧送電の例としてE=6600V を考える。 私たちの自宅近くの電柱には 6600Vで配 電されており,これを変圧器で100Vに降圧して各家庭に配電している。 図の右の点線の枠の部分は, 変圧器や100 台のヘアドライヤーをまとめて模式的に抵抗として表しており,ここで150kWの電力 が消費されるとする。 これを以下では 「まち」とよぶことにする。 50万V で 150kWの電力を送電 すると, 発電所から流れる電流はイAとなる。 6600Vで同じ 150kWの電力を送電 すると, 発電所から流れる電流はウ A となる。図中の 「まち｣ に加わる電圧は送電電 圧から送電線1と送電線2における電圧降下を差し引いた電圧となる。 送電線1と送電線 2との合成抵抗は2×(ア)である。 送電電圧が50万Vのときに流れる電流は (イ) A で |Vである。送電電圧が 6600 あるから, 送電線1と送電線2とで生じる電圧降下はエ Vのときの送電線1と送電線2とで生じる電圧降下はオVである。 この結果, 送電電圧が50万Vのときに 「まち」には、ほぼ50万Vに近い電圧が加わる。 しかし、送電電圧が6600Vのときに ｢まち」に加わる電圧はカVとなる。この結果, 50万V送電では送電電力 150kW がほぼそのまま 「まち」で消費されるが, 送電電圧が 6600Vのときに 「まち」に加わる電圧は (カ)Vであり, 「まち」で消費される電力は キ kW となり、送電で無視できない電力損失を生じている。 現実の送配電では交流が用いられている。 交流は相互誘導を原理とする変圧器を用いて容易に高電 圧から低電圧を得ることが可能であるからである。 変圧器を用いて高電圧を低電圧化し、各家庭では 100Vまたは 200V程度の電圧で受電を行う。 送電における高電圧のまま各家庭が受電することは危険 であるため, 安全性を考慮し、各家庭では低電圧で電気エネルギーを使用する。 -9-

(2)の問題で5.0Ｖだと思ったら答えは0Ｖでした。直流だから電圧は変わらないと思ったのですが、どなたか説明をお願いします

Let's Try& 126 変圧器●一次コイルの巻数が2000回,二次コイルの巻数が100回の 126. 変圧器がある。 0一次コイルに 3.0Vの交流の電圧を加えるとき, 二次コイルの電圧は何Vか。 0 X 2 一次コイルに5.0Vの直流の電圧を加えるとき,二次コイルの電圧は何Vか。 m a (2Vm)っ ふありがの×0.0円

解説教えてください┏○))ﾍﾟｺﾘ

2mg 問2 変圧器において, 1 次コイルの巻数と2次コイルの巻数N2の比が:=10:1 の場合,1 次コイル側に100V の交流電圧を加えたとき, 2次コイル側の電圧は何 V か。最も適当な数値を、次 のの~ののうちから一つ選べ。*途中式も記入すること の 0.001 2 0.01 3 0.1 の 1 6 10 6 100 の 1000

この問題教えてください。 答えは書いてあります。

5. 図のような回路で、発電所から家庭側へ IAA] 変圧器 Re 変圧器 5,0%104 (kWの電力を送電する。 次の問いに答えなさい。 送電抵抗 Ve 発電 ただし、変圧器での電力損失は無視できるものとする。b、 送電 家庭 PIW) (ア) 送電線の全抵抗が 80 [Q] で送電電圧が2.5×105 [V]のとき、 送電線全体で 失われる電力はいくらか。 InAAAA 3,2x 10°kW (イ) (ア)と同じ材質で同じ断面積の送電線を用いるが、その長さを4.0倍にするとき、 送電線全体で失われる電力を(ア)と同じにするには、送電電圧をいくらにしなければ ならないか。 259 312I 312t 3 2 [)。xo'g1 750000 ツ uw uut

すいませんすごく困ってます明日までの提出なので答えとよろしければ解き方教えてください！よろしくお願い致します

半 ゴイルに対して, 次の (1) ~ (3 流の向きはそれぞれ ア (人 ) のように磁石を動かした > イ のどちらか。 (2) (3) 近づける 当(00講 ル らき。 導線を流れる誘導電 抵抗