コイル内の磁石によって誘導される電圧の計算に役立ちます

著者: Eugene Taylor
作成日: 14 Aug. 2021
更新日: 10 5月 2024
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【高校物理】電磁気学⑧「自己誘導・相互誘導」(自己/相互インダクタンス、コイルの過渡現象/エネルギー、変圧器、ソレノイド) -理論解説編-
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ファラデーの法則は、コイルを通って動く磁石がどのように電圧(起電力、またはFEM)を誘導するかを説明しています。コイルを通る磁石の一回の通過によって発生する電圧を計算するためには、回転数および磁石の直径、磁石の磁場強度、ならびに通過の正確な持続時間を知ることが必要であろう。


コイルを通る磁石の動きは電圧を誘導します (Jupiterimages / Photos.com / Getty Images)

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ファラデーの法則によると、導線が周囲の磁場の変動を受けると、その材料を通して電圧が発生、または「誘導」されます。

そのコイルに対する磁石の位置を変えることによって、それは異なる強度の磁界にさらされる(すなわち磁界の強度は距離と共に変化する)。

誘導FEMのサイズは、「(コイルの巻き数)×(磁界の変化)×(コイルの断面の面積)×(1 /経過時間)」に等しい。

FEMの計算

まず、定規を使ってコイルの断面直径を測定します。測定値がセンチメートルであることを確認してください。この数を2で割り、その結果を2乗してから「pi」を掛けてください(3.141 ...)。その後、この新しい数値を10,000で割り、単位をcm²からm²に変換します。最終結果を「コイルの断面積」として書きます。

磁場の変化を計算するには、最大の差を総磁石強度(つまり、磁石がコイルに最も近いとき)からゼロ(磁石がコイルの近くにないとき)を引いたものと見なします。言い換えれば、磁石の公称磁界強度(「Teslas」で表される)に基づいて「磁界の変化」の値を選択します。よくわからない場合は、製造元に問い合わせてください。

最後に、考慮すべき時間の問題がまだあります。磁石がコイルを通って速く動くほど、磁場が浮かぶ時間は短くなります。磁石を動かすのにかかる時間を記録するためにデジタルタイマーを使用してください。これを約10回繰り返した後、平均をとって「経過時間」の適切な値を見つけます。

すべての重要な値を収集したらすぐに、前の手順の式にそれらを適用してFEM(ボルトまたはVで表示)を計算します。