一陸技｜無線工学B｜過去問
令和4年1月期 第2回 A－1
要点（wavelane の要約）: 電界と磁界を結ぶ2本の式で左辺に共通して掛かる演算子、電流の項を並べた式の名前と第3項の呼び名、磁界の時間変化から電界が生じる式の名前を組合せで答えさせる問題。発散と回転の取り違え、2つの法則名の入れ替えが選択肢に並ぶ。
原文（公式問題文）
A－1 次の記述は、電界 E〔V/m〕と磁界 H〔A/m〕に関するマクスウェルの方程式について述べたものである。［ ］内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から選べ。ただし、媒質は均質、等方性、線形、非分散性とし、誘電率を ε〔F/m〕、透磁率を μ〔H/m〕、導電率を σ〔S/m〕、印加電流を J0〔A/m2〕及び時間を t〔s〕とする。なお、同じ記号の［ ］内には、同じ字句が入るものとする。 (1) E と H に関するマクスウェルの方程式は、次式で表される。 ［ A ］ H = J0 + σE + ε ∂E/∂t ・・・・・・① ［ A ］ E = −μ ∂H/∂t ・・・・・・② (2) 式①は、拡張された ［ B ］ の法則と呼ばれ、この右辺は、第 1 項の印加電流、第 2 項の導電流及び ［ C ］ と呼ばれている第 3 項からなる。第 3 項は、［ C ］ が印加電流及び導電流と同様に磁界を発生することを表している。 (3) 式②は、［ D ］ の法則と呼ばれ、磁界が変化すると、電界が発生することを表している。 A B C D 1 ∇・ ファラデー 対流電流 アンペア 2 ∇・ アンペア 変位電流 ファラデー 3 ∇× ファラデー 対流電流 アンペア 4 ∇× アンペア 変位電流 ファラデー 5 ∇× アンペア 対流電流 ファラデー
出典: 令和4年1月期 第2回 第一級陸上無線技術士「無線工学B」（FB402）A－1（本試験問題）。公益財団法人日本無線協会
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正答: 4
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wavelane の解説（公式の解説ではありません）
マクスウェルの方程式の回転形2式で、左辺の演算子、電流の項を並べた式の名前、第3項の呼び名、磁界の変化から電界が生じる式の名前を答える。
- 空欄 A: ∇×
- 電流のまわりに磁界が渦を巻き、磁界の変化のまわりに電界が渦を巻く。渦を表すのは回転 ∇× で、湧き出しを表す ∇・ではない。
- 空欄 B: アンペア
- 右辺に電流が並ぶ式①は、電流が磁界を作るというアンペアの法則を変位電流まで広げたものである。
- 空欄 C: 変位電流
- 誘電率と電界の時間変化の積で、電荷が動かなくても電流と同じように磁界を作る。対流電流は電荷そのものが移動する別の量である。
- 空欄 D: ファラデー
- 式②は磁界の時間変化が電界を生むことを表し、電磁誘導のファラデーの法則にあたる。
この組合せになっているのは選択肢 4 である。
つまずきやすい点
- B と D は入れ替えた選択肢が並ぶ。右辺に電流があるほうがアンペア、磁界の時間変化があるほうがファラデーと、右辺で見分ける。
理由から確かめる
- マクスウェルの方程式 徹底解説拡張されたアンペアの法則・変位電流・ファラデーの法則・マクスウェルの方程式