電磁気難関大レベル

RL回路の時定数で R と L を逆にする

問題

抵抗 R とコイル L を直列につないだ回路の時定数 τ を求めよ。

ありがちな答えτ=RL

答えの単位で検算する

手順1 求めたい量の単位を確かめる

求めたいのは時間 τ。単位は s。

使える量の単位:

手順2 答えの右辺に単位を当てはめる

数字の係数(2、12、π など)は単位をもたないので無視します。

[RL] =ΩH=1s × 不一致
手順3 比べる

求めたい量は s なのに、答えの単位が合いません。この答えはどこかが間違っています。

どこで間違えやすいか

微分方程式 LdIdt+RI=V を解くときに、指数の中身 −RLt の RL(単位 1s)をそのまま時定数にした。

正しい答え

正しい答えτ=LR
[LR] =HΩ=s ○ 一致

単位が s になり、求めたい量と一致しました。

単位が合っても、答えが正しいとは限りません(係数や sin・cos の間違いは見つけられません)。ただ、単位が合わなければ必ず間違いなので、見直す場所を絞り込めます。

コイル・電磁誘導のほかのミス

コイル・電磁誘導の検算のコツ

巻き数 N(単位なし)と単位長さあたりの巻き数 n(1m)、磁束 Φ(Wb)と磁束密度 B(T)を取り違えやすいテーマです。V=Wbs、H=WbA、T=Wbm2 の3つを覚えておくと、検算がぐっと速くなります。

→ コイル・電磁誘導のミスをまとめて見る

→ 時間の単位の意味を調べる → 検算のやり方