自己誘導と相互誘導の授業ノート

概要

• 自己誘導と相互誘導について学ぶ。
• コイルの式の導出と特徴を理解する。

一次コイルと二次コイル

• 一次コイル: N1巻、長さL
• 二次コイル: N2巻
• 可変電圧がついており、電流を流す設定。

磁場の形成

• 電流が流れるとコイル内に磁場が生じる。
• 右手の法則を使って磁場の向きを確認。
• 磁場Hの公式: H = NI
• 磁場Hを使って磁束密度Bを計算。
  • 磁束密度Bの公式: B = μH
  • 磁束Φの公式: Φ = B × S

自己誘導と相互誘導

• 自己誘導: 一次コイル内で生じる誘導電流。
• 相互誘導: 二次コイルで生じる誘導電流。
• 両者とも、流そうとする電流に対抗する方向への磁場を生じる。

誘導起電力の導出

• 一次コイルの誘導起電力: V1 = N1 × (dΦ/dt)
• 二次コイルの誘導起電力: V2 = N2 × (dΦ/dt)
• 自己インダクタンスLと相互インダクタンスMの定義。
  • L: 自己インダクタンス
  • M: 相互インダクタンス
• 単位: ヘンリー(H)

問題演習

• 面積Sの違いに注意。
• 問題例: 一次コイルでの電流の変化をグラフで示す。
  • 相互インダクタンスを用いた起電力の計算。

まとめ

• 電流の時間変化が起電力を生じること。
• 変化がないと起電力は生じない。
• 演習を通じて理解を深めることが重要。