電磁誘導の起電力の計算
コイルの巻数と、磁束密度の変化・面積・かかった時間を入れると、コイルに生まれる起電力を計算します。磁場の中を動く導体棒に生まれる起電力も計算できます。
T
T
m²
秒
くわしい条件を変える(なくても計算できます)
T
m
m/s
計算方法
ファラデーの法則 起電力 = 巻数 × 磁束の変化 ÷ かかった時間(磁束Φ = 磁束密度B × 面積、コイルの面が磁場に垂直なとき)
例:巻数100回、面積0.01m²のコイルを通る磁束密度が、0.1Tから0.5Tに0.2秒で変化すると、磁束の変化は(0.5−0.1)×0.01=0.004Wb、起電力は100×0.004÷0.2=2Vです。
動く導体棒の起電力 磁束密度Bの中を、長さLの導体棒が速さvで(磁場・棒の向きに垂直に)動くと、起電力 = B × L × vの起電力が生まれます。
これらは、電磁誘導という現象を説明する法則で、発電機やIH調理器、非接触の充電器など、多くの電気製品で利用されています。
出典:ファラデーの電磁誘導の法則の定義式(磁束の変化と起電力の関係を表す電磁気学の基本法則)
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よくある質問
電磁誘導とは?
コイルを通る磁束(磁力線の量)が変化すると、コイルに電圧(起電力)が生まれる現象です。
磁束密度が変化しないと起電力は生まれない?
はい。磁石を近づけたり遠ざけたりせず、磁束密度がまったく変化しないときは、起電力は生まれません。
巻数を増やすとどうなる?
同じ磁束の変化でも、巻数が多いほど、生まれる起電力は大きくなります。
レンツの法則とは?
電磁誘導で生まれる起電力(電流)は、その原因となった磁束の変化を打ち消す向きに生まれる、という法則です。
発電機はこのしくみを使っている?
はい。コイルの中で磁石を回転させ、コイルを通る磁束を変化させ続けることで、連続して電気を発生させています。