|
1・3 電磁誘導
| （1）基本式 e＝ |
 |
〔V〕 |
e：誘導起電力〔V〕、N：巻数、φ：磁束〔Wb〕、t：時間秒〔s〕、Nφ：鎖交数という
（注）△は微小値を表す符号
（2）平等磁界中を等速運動する導体の誘導起電力（フレミング右手の法則適用）
e＝Blν〔V〕
B：磁束密度〔Wb／m2〕、l：導体の長さ〔m〕、ν：導体の速度〔m／s〕
e＝Blνsinθ〔V〕
B：磁束密度〔Wb／m2〕、l：導体の長さ〔m〕
ν：導体の周辺速度〔m／s〕
θ：導体の運動方向と磁界の向きのなす角での角変位〔rad〕
e＝Emsinθ＝Emsinωt〔V〕
e：交流起電力の瞬時値、Em：交流起電力の最大値、θ：ωt〔rad〕
t：時間秒〔s〕、ω：角速度〔rad／s〕
1周波：1サイクル（正の半波と負の半波からなる1波形）
1周期T：時間秒〔s〕（1周波を完了するのに必要な時間）
周波数f：ヘルツ〔Hz〕（1秒間に繰り返される周波の数をいい周波数の単位にヘルツ〔Hz〕が用いられる。）
| （拡大画面：9KB） |
 |
（1）誘導起電力
| （拡大画面：3KB） |
 |
（2）インダクタンス（上式から）
| L＝N |
 |
〔H〕 電流変化に応じて鎖交数（Nφ）の変化率 |
N：巻数、φ：磁束〔Wb〕、I：電流〔A〕、t：時間秒〔s〕、Nφ：磁束鎖交数
（1）相互インダクタンス
N1、N2：回路1、2の巻数
I1、I2：回路1、2の電流〔A〕、φ12、φ21：回路1→2、2→1への磁束数〔Wb〕
（2）自己インダクタンス
φ1、φ2：回路1、2のみの鎖交磁束数〔Wb〕
（3）MとLとの関係
 |
≧M12＝M21〔H〕 |
（a）二つのコイル間に漏れ磁束がない場合
|
＝M〔H〕 ここで M12＝M21＝M |
（b）二つのコイル間に漏れ磁束がある場合
|
＞M〔H〕 |
（c）一般
|
・k＝M〔H〕 |
k：電磁結合係数
（4）相互誘導によって生じる起電力
〔例題〕1. 2二つのコイルがある。コイル1の電流が1／100〔s〕間に5〔A〕変化して、コイル2に23〔V〕の電圧を誘導するという。このときの両コイル1、2間の相互インダクタンスは何〔H〕か。
F＝BIlsinθ〔N〕
F：力〔N〕、B：外部磁束密度〔Wb／m2〕
I：導体の電流〔A〕、l：導体の長さ〔m〕
θ：外部磁界の方向と導体の電流方向との角度〔rad〕
（1）直流の場合（空気中において）
F＝2×10−7×l〔N〕
I1、I2：2導体の電流〔A〕、r：導体間隔〔m〕
l：導体の長さ（m〕
（注）I1、I2が同方向で吸引力、逆方向で反発力となる。
（2）交流の場合
| F＝10−7× |
 |
×l〔N〕 |
i1＝Im1sin（ωt＋θ1）〔A〕
i2＝Im2sin（ωt＋θ2）〔A〕
r：導体間隔〔m〕、（導体の直径に比べて極めて大きいものとする）、l：導体の長さ〔m〕
〔例題〕直流配電盤の母線に短絡電流が104〔A〕流れたとする。この場合における母線間の電流力は何ニュートン〔N〕か。ただし＋、−母線間の距離は0.25〔m〕とし、長さは5〔m〕とする。
| （拡大画面：8KB） |
 |
（注）1〔N〕＝0.102〔kgf〕から
上記値＝40.8〔kgf〕
（1）直流電磁石
| （拡大画面：4KB） |
 |
F：吸引力〔N〕、Bg：磁極相対端面における（空隙）磁束密度〔Wb／m2〕
φ：磁極相対端面の磁束〔Wb〕、S：磁極相対端面の断面積〔m2〕
（2）交流電磁石（平等磁界）
| （拡大画面：4KB） |
 |
Fav：平均吸引力〔N〕、Bm：空隙の磁束密度最大値〔Wb／m2〕
S：磁極端面の断面積〔m2〕、φm：空隙の磁束最大値〔Wb〕
（注）交流電磁石の吸引力は交流励磁の周波数の2倍周波数で脈動する。
|
