コイルの相互誘導

コイルの電磁誘導について,前回学習した自己誘導に加え,もう1つだけ紹介しておきたいと思います。

コイルの応用上,非常に重要な「相互誘導」と呼ばれる現象です!

 

 

2つのコイルによる電磁誘導

ここまでの電磁誘導では1本のコイルしか登場しませんでしたが,今回は2本のコイルを用意し,以下のようにセッティングしてみましょう。

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この状態から電源をいじって電圧を変えると,1次コイルに流れる電流2次コイルの両端に誘導起電力が生じます!

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一方のコイルに生じた変化が,別のコイルの電磁誘導を引き起こすということで,相互誘導と呼ばれており,相互誘導による誘導起電力(相互誘導起電力)は,以下のような形で表されます。

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自己誘導起電力の式と似ていますが,「原因となるコイル(1次コイル)」と「相互誘導起電力をつくるコイル(2次コイル)」の役割をしっかり区別することが重要!

 

 

相互誘導の応用例

このブログでも何回にも渡って電磁誘導の講義をしてきましたが,電磁誘導はそれだけ重要な現象だということ。

あらゆるものが電気で動くこの時代ですが,相互誘導はそんな我々の生活の一端を担っています!

具体的には変圧器という装置に利用されているのですが,簡単に書くと以下のような構造です。

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ポイントは鉄心を輪っか状にしたことによって,磁束が外に漏れないこと!

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磁束が外に漏れない場合,1次コイル側に生じる自己誘導起電力と,2次コイル側に生じる相互誘導起電力の比は,コイルの巻数の比に一致することが知られています!

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この結果を用いれば,相互誘導起電力の大きさを自由自在に,しかも簡単にコントロールできます(2つのコイルの巻数を変えればいいだけ)!

 

変圧器はどういうときに使われているのかというと,発電所から各家庭に電気を送るときに用いられています。

一定の電力を送電する場合,電圧が高い方がジュール熱による損失が少ないため,変圧器を利用して,なるべく電圧を高くしてから送電しているのです。

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ふむふむ。 言われてみれば確かにそうなんだけど,送電の仕方ひとつ取っても,よく考えられているなぁと感じませんか?

 

今回のまとめノート

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次回予告

電磁気の話題はまだまだ続くのですが,電磁誘導関係の話は次回で一区切り。

コイルがもつエネルギーの話で締めくくりたいと思います。

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