こんにちは。
倉持建設工業、東京オフィスの山﨑です。
今日は一応、コンデンサをやりますが、わからない人は飛ばしていいと思います。たぶん。
コンデンサというのは電池のようなものと考えてください。違いますけど、その方が理解しやすいと思います。
コンデンサは絶縁体を二つの金属板で挟んだもので(この絶縁体を誘導体という)、下図のように電荷が溜まります。
この溜まった電荷(電気の量と思ってください)をQ[C]と表します。
そして、このQ[C]をどのくらい蓄えることができるかを、静電容量(キャパシタンス)と呼び、C[F]で表します。
これ、めちゃくちゃわかりにくいんですか、Qの単位が[C(クーロン)]で、Cの単位が[F(ファラド)]です。
これをごっちゃにすると、詰みます。でも計算途中でよくどっちがどっちか見失います。
このQ(電荷)とC(静電容量)、そしてV(電圧)の間には、下のような式が成り立ちます。
Q=CV[C(クーロン)] [F(ファラド)]
とりあえず、これも暗記です。理屈としては、ある静電容量(C)を持つコンデンサに電圧(V)をかけると電荷(Q)が得られ、電荷(Q)を電圧(V)で割ると、静電容量(C)がわかるということになりますが、暗記しましょう。
まだまだ覚えることがあります。
この電極版ですが、この面積をS[m2]、電極版の間隔をd[m]と表し、誘導体の誘導率ε[F/m]、そして電圧[V]には以下の関係式が成り立ちます。
もう、あきらめましょう。あきらめて暗記しましょう。一応解説しておくと、静電容量は、電荷を電圧で割って求められるんですが、これは電極板の面積を電極板間の距離で割って、誘電率をかけると求められる、ということになりますが、暗記しましょう。
あと、εですが、たいていの場合、真空の誘電率ε0と比誘電率εrをかけたもの、つまり、
ε=ε0*εr となります。
覚えましょう。
まだあるんですが。。。
これ、本当に覚えないとだめなんだろうか。
このコンデンサですが、コンデンサに蓄えられる、静電エネルギー(静電容量とは違います。仕事量です)は、以下の式になります。
暗記する式はこれで終わりです。長い戦いでした。
実際の問題を解いていきましょう。
これは式に当てはめれば一瞬で解けます。
S=0.4m2、εr=3、d=4mm(0.004m)、真空の誘電率をε0とする、とあります。
誘電率はεrとε0をかけてあげればいいので、3ε0となります。
なので、
C=0.4/0.004*3ε0
=300ε0
dがmmなので、mに直すことさえ忘れなければ余裕です。
面積を距離でわる、ということだけ覚えておきましょう。
なんかもう1問あります。
ただし、誘電体は、真空ε0と、そこに差し込まれたε=ε0*εrの2種類があり、これは2つのコンデンサが直列に接続されていると考えることができます。
直列、ラッキー、計算が簡単じゃん、足すだけじゃんと思ったあなた、
世の中そんなに甘くありません。さっきあえて説明しなかったのですが、コンデンサは抵抗のときと逆です。つまり、コンデンサが並列の時は単純な足し算でいいんですが、直列の時は、逆数の計算をしないといけないのです(えーーーーっ)
しかもちょっとばかり計算が複雑で、
となります。
つまり、この場合、Cは、ε0*S/d とε0*εr*S/dを計算しないといけないので、
1/C=1/ε0*S/d+1/ε0*εr*S/d となります。
εr=10なので、
1/C=1/ε0*S/d+1/ε0*10*S/d
=11d/10*ε0*S
逆数なので、
C=10*ε0*S/11d
Q=CVなので、
Q=10*ε0*S/11d*24[V]
ここに、条件の数字を代入すると、Q=0.19[μC]
となります。
うん、わかった。
捨てよう。
この問題が出たら捨てましょう。
これ解いてる間に、文章問題解いた方がたぶんましです。
この後、教科書で行くと、磁界とインピーダンスがあるんですが、もうやめます(爆)。
だってこれ全部できても、40点中3点にしかならないんですよ。
効率悪すぎる。
ちょっと冷静に考えたんですが、
1~3が計算問題です。4~12が通信工学の文章問題。ここから9問選択です[9]。
13~32が、7問選択の電気通信設備の文章問題。[7]
33~44が、7問選択の法規の文章問題。[7]
45が法規の必須問題[1]
46~52が3問選択の建設系の総合問題[3]
53~65が13問が施工管理の必須問題[13]
あ、これ、究極の話ですが、法規と建設系と施工管理の配点で25問あるので、究極ここだけ満点なら、合格(24点)するんじゃ?
そう思って、過去問をやってみたところ・・・
合格しました(27点)。
え?
1~12、0点だったのに受かりました。
まぁ運の要素もありますが、これ、たぶん施工管理技士を僕が2つ持っているのが大きいです。なんなら、一種電気工事士も持っているので、法令関係とか安全衛生関係はなんども試験やってるので。
なので、まずは施工管理に関する勉強をすることをおすすめします。
施工管理系問題なら、ほかの資格の過去問をやるのもいいと思います。
とりあえず、計算問題は捨てましょう(爆)。
東京オフィスからは以上です。
コメント
コメントを投稿