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理論-チャプター1:電磁理論

第7課:

自己インダクタンス

相互インダクタンス

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1. 自己インダクタンス

a. 自己誘導作用

磁気回路では、電流の増減に伴って磁場の強さが変化し、その磁場の変化による電磁誘導が発生し、電流の変化を妨げる方向に誘導起電力(逆起電力)が発生します。これを自己誘導といいます。

レンツの法則は電磁誘導によって発生する起電力は、磁束の変化を妨げる電流を生じるような方向に発生するという法則です。コイルは磁石が近づいてくると反発し、遠ざかると引き付ける方向です。

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1. 自己インダクタンス

a. 自己誘導作用

スイッチを入れた瞬間、電流が大きくなります。コイル内の磁界は大きくなり、電磁誘導が起こります。レンツの法則により、流れている電流と反対方向に誘導起電力が発生し、電流の増加を妨害します。

スイッチを切った瞬間、電流が小さくなります。コイル内の磁場は小さくなり、電磁誘導が起こります。レンツの法則により、流れている電流と同じ方向に誘導起電力が発生し、電流の減少を妨害します。

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1. 自己インダクタンス

 

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2. 相互インダクタンス

  1. 相互誘導作用

図のような、コイルを含む回路が2つあります。左の回路には電源が付いてますが、右の回路には電源がありません。

左の回路(1次コイル)のスイッチを入れれば、コイル内部に磁界が発生します。右の回路(2次コイル)があまり離れてなければ、1次コイルの磁界が2次コイルに影響を与えます。

1次コイルの電流が一定なら何も起こりませんが、スイッチの開閉によって電流が変化すると、1次コイルの磁界が変化し、2次コイルは電磁誘導が起こります。そして、電源の無いはずの右の回路に電流が流れます。この現象を相互誘導といいます。

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2. 相互インダクタンス

 

 

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3. インダクタンスの結合係数

 

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4. 磁気エネルギー