𝑟𝑟 𝑙𝑙 図5. 交流発電機の回転する1巻きコイル 𝑩𝑩 5）東京電力管内において，私たちがコンセントから利用できる交流電圧は，周波数50 Hz，実効値100 Vである。図5に示す交流発電機において，コイルの両端afからコンセントと同様の交流電圧（周波数50 Hz，実効値100 V）を得るために交流発電機を設計することを考える。このとき，b a c e f d を示している。図5に示す通り，コイルの辺bcおよびdeの長さは 𝑙𝑙 [m]，辺cdおよびbeの長さは 2𝑟𝑟 [m]である。磁束密度 𝑩𝑩 [T]の一様な磁場が水平方向・右向きにかけられており，コイルは磁場に垂直な軸のまわりを図5に示す方向に一定の角速度 𝜔𝜔 [rad/s]で回転している。このとき，以下の問いにそれぞれ答えよ。 1）コイルの辺bcおよびdeの速さを答えよ。ただし，答案用紙には単位も記載せよ。2）時刻 𝑡𝑡=0 sでコイルの面bcdeが図5の点線で示した位置（コイルの面bcdeが磁束密度 𝑩𝑩 [T]と垂直になる位置）にあったとすると，時刻 𝑡𝑡 [s]のときコイルの辺bcおよびdeの速度のうち磁界3）時刻 𝑡𝑡 [s]のとき，コイルの辺bcに発生する起電力の大きさを答えよ。4）時刻 𝑡𝑡 [s]のとき，コイルの両端afに発生する起電力は，辺bcおよびdeに発生する起電力の和と垂直な成分を答えよ。ただし，答案用紙には単位も記載せよ。であることを用いて，コイルの両端afに発生する起電力の大きさを答えよ。角速度 𝜔𝜔，コイルの辺の長さ 𝑙𝑙 および 𝑟𝑟，磁束密度 𝑩𝑩 の大きさ 𝐵𝐵 の値を答えよ。答案用紙には，√2 や円周率 𝜋𝜋 をそのまま使って解答してよい。ただし，単位も記載せよ。また，𝑙𝑙，𝑟𝑟，𝐵𝐵 の値の組み合わせは一通りではないが，あなたはなぜ答案用紙に記載した値としたのか。あなたなりの設計理由を併せて記載せよ。S 【課題２】交流発電機を用いて交流電力を発電することを考える。図5は，交流発電機の回転する1巻きコイルN 𝜔𝜔𝑡𝑡
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