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第1級陸上無線技術士、第1種伝送交換主任技術者、第1種アナログ工事担任のTOITAが航空無線を目指す、皆様のお手伝いをします。



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TOITAの「航空無線通信士受験クラブ」第14期工学の番外編 (1)コイルその1

           番外編
         (1) コイルその1


今回と次回の2回に分けてコイルのお話をします。
今回は、「そもそも、コイルって何?」と言うお話をします。



コイルと磁力線
コイルとは、上の図の様に導線を巻いただけの部品です。
図には、 描いてありませんが、磁力線の向きからしますと
電池の”+”がコイルの右側に、そして左側に ”-”が繋が
れいる事になります。
右ネジの法則より確認してみて下さい。 (理解の為に重要
な作業です。)
コイルに電池等の直流電源を繋ぎますとコイルは、 電磁石
になるだけです。

次にコイルに電池でなく交流電源を繋いでみます。
そしてそのコイルから出る 磁力線が交叉する様に もう一つ
のコイルを左側に置き、 そのコイルの両端に 抵抗を繋いで
みます。
電磁誘導

それが上の図になります。
コイルAに流れる電流は、交流ですので時間と共に電流の
量と向きが変わります。
図では、 コイルAの右側から電流が流れている瞬間を絵に
してあります。

時間と共に電流の量がかわりますので磁力線の数が変わ
ります。
そして、電流の向きが変わりますと磁力線の向きが変わり
ます。

[何故、コイルBに電流が流れるのか?]
フレミングの二丁拳銃を作ってみて下さい。
今回注目するのは、右手です。

磁石や導線に直流を流して、出来る次回は、距離が遠くな
る程、磁力線の密度が小さくなります。
そして、近づけば、また、磁力線の密度が上がります。
と言う事は、コイルA が発生させる磁力線の数は、コイル A
に流れる電流量により変わりますので、磁石や直流が作る
磁界の中で導線が動いたのと同じ事になります。


フレミングの右手の法則で重要な事は、 導線を 動かす
事で、
導線に電流が流れる言う事です。

コイルAに流れる電流は、交流ですので、磁力線の向きも時
間により変わります。と言う事は、コイルB に流れる電流は、
交流と言う事になります。
コイルB に電流(交流)が流れますと 抵抗の両端に e [V]の
電圧が発生します。
この時に発生する電圧を誘導起電力と言います。
そして、この現象を電磁誘導と言います。

電磁誘導を起こす為に重要な事は、コイル
に 交叉する磁
力線の数が時間と共に変化する事
です。
しかも、磁力線の数向きの変化が速い程、コイルB の両
端には、大きな電圧が発生します
発電機付きの自転車を速くこぐとランプが より明るくなる事か
らもお分かり頂ける事と思います。

この電磁誘導を利用したものがトランスです。 トランスは、電
信柱の
上にある灰色の 円筒の物です。  トランスは、電圧の
変換 (例えば6600Vを家庭用の100Vにする)に使われます。

ここまでは、 コイルが2つある時のお話でしたが、 コイルが 1
つでも同じ現象が起きます。
チョット理解しにくいですね。

コイルが 単独であり、  交流が繋がれている時の事を考えま
す。
コイル自体に 交叉する磁力線の数と向きは、 時間と共に変
化します。
すると、上の図でのコイルA コイル B の立場を 同時に取っ
てしまう為に起電力が発してしまうのです。
この様に コイル自身が 時間と共に変化する 磁力線を発生さ
せる事で自己が誘導を受けてしまう現象を 自己誘導 と言い
ます。
しかもその
起電力は、元々の電源の電圧の向きと 逆にな
ります。



この場合も 
磁力線の数と向きの変化が 速い程、 起電力
が大きくなります


この自己誘導のし易さをインダクタンスと言います。
これまで、コイルと呼んでいましたが、これからは、 インダクタ
ンスと呼んで下さい。

[何故、自己誘導が起こるか?]
コイルA に交流を繋いでいる場合、 磁力線の向きと数は、 時
間と共に変化します。
この磁力線は、コイルA 自身に交叉する磁力線でもあります。
コイル A 自身に交叉する磁力線の数と向きが変わると言う事
は、 磁石の間に導線を置いて導線を動かしたのと同じ事にな
るのです。
これは、フレミングの右手の法則です。
よってコイルA 自身に流れる電流の変化で コイルA 自身が発
電してしまうのです。
コイルA 自身に繋がれている現在の電流の向きとその電流の
向きによる磁力線の向き (磁界の方向)からすると自己誘導に
よる電流の向きは、になります。


繋がれている電源の極性と逆の極性の電圧が発生しますので
電圧の違う電池2個を逆向きに接続した様になりますので、 元
々の電源からの電流が流れにくくなります。
つまり、 交流だけに作用する 特別な抵抗 (直流については、
抵抗として働かない)になるのです。
この特別な抵抗をリアクタンスといいます。
大切な言葉ですので覚えておいてください。

次回は、 どの程度の抵抗(正しくは、リアクタンス)になるか考え
てみます。

 

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テーマ:航空無線通信士受験クラブ - ジャンル:学校・教育

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