磁場とインダクタンス

電子が導体を通って流れるときはいつでも、磁場がその導体の周りに発生します。この効果は電磁気学と呼ばれます 。

磁場は原子内の電子の整列に影響を与え、帯電した粒子間に力を発生させる電場と同様に、空間全体の原子間に物理的な力を発生させる可能性があります。電場と同様に、磁場は完全に空の空間を占め、離れた場所にある物質に影響を与える可能性があります。

フィールドフォースとフィールドフラックス

フィールドには2つのメジャーがあります。フィールド force およびフィールド flux 。フィールド force フィールドが特定の距離にわたって及ぼす「プッシュ」の量です。フィールド flux は、空間を通過するフィールドの総量または効果です。電界力と磁束は、それぞれ導体を通る電圧（「プッシュ」）と電流（流れ）にほぼ類似していますが、電界磁束は完全に空の空間（電子などの粒子の動きなし）に存在できますが、電流は発生するだけです。移動する自由電子がある場所。

電子の流れが抵抗によって対抗できるのと同じように、フィールドフラックスは空間内で対抗することができます。宇宙で発生する場の磁束の量は、加えられた場の力の量を磁束に対する反対の量で割ったものに比例します。導電性材料の種類がその導体の電流に対する特定の抵抗を決定するように、磁力が加えられる空間を占める材料の種類は、磁場フラックスに対する特定の反対を決定します。

2つの導体間の電界フラックスにより、これらの導体内に自由電子電荷が蓄積されますが、磁界フラックスにより、特定の「慣性」が導体を通る電子の流れに蓄積され、電界が生成されます。

インダクタを使用したより強い磁場

インダクタ は、導線の長さをコイル状に成形することにより、この現象を利用するように設計されたコンポーネントです。この形状は、直線よりも強い磁場を発生させます。一部のインダクタは、自立コイルに巻線された巻線で形成されています。

他のものは、あるタイプの固体コア材料の周りにワイヤーを巻き付けます。インダクタのコアが真っ直ぐな場合もあれば、ループ（正方形、長方形、または円形）で結合されて磁束を完全に封じ込める場合もあります。これらの設計オプションはすべて、インダクタの性能と特性に影響を与えます。

コンデンサのようなインダクタの回路図記号は非常に単純で、コイル状のワイヤを表すコイル記号にすぎません。単純なコイル形状はインダクタの一般的な記号ですが、コアを備えたインダクタは、コイルの軸に平行線を追加することで区別される場合があります。インダクタシンボルの新しいバージョンでは、コイルの形状が不要になり、連続した複数の「こぶ」が優先されます。

電流がコイルの周りに集中した磁場を生成するので、この磁場フラックスは、コイルを通る電子の運動運動を表すエネルギーの蓄積に相当します。コイルに流れる電流が多いほど、磁場が強くなり、インダクターが蓄えるエネルギーが多くなります。

インダクターは、移動する電子の運動エネルギーを磁場の形で蓄積するため、回路内の抵抗器（単に熱の形でエネルギーを放散する）とはまったく異なる動作をします。インダクターのエネルギー貯蔵は、インダクターを流れる電流量の関数です。

電流の関数としてエネルギーを蓄積するインダクタの能力は、電流を一定レベルに維持しようとする傾向をもたらします。言い換えれば、インダクタは変更に抵抗する傾向があります 現在。インダクタを流れる電流が増加または減少すると、インダクタは変化に「抵抗」します。 変化と反対の極性でリード間に電圧を生成することによって 。

より多くのエネルギーをインダクタに蓄えるには、インダクタを流れる電流を増やす必要があります。これは、その磁場の強さが増加する必要があり、磁場の強さが変化すると、電磁自己誘導の原理に従って対応する電圧が生成されることを意味します。

逆に、インダクタからエネルギーを放出するには、インダクタを流れる電流を減らす必要があります。これは、インダクタの磁場の強さを減少させる必要があり、磁場の強さの変化が正反対の極性の電圧降下を自己誘導することを意味します。

仮に、インダクタを短絡したままにすると、外部の支援なしでインダクタを流れる電流の速度が一定に保たれます。

ただし、実際には、インダクタが電流を自立させる能力は、超電導ワイヤでのみ実現されます。通常のインダクタのワイヤ抵抗は、外部電源がなくても電流を非常に速く減衰させるのに十分だからです。

インダクタを流れる電流が増加すると、電流の流れの方向と反対の電圧が低下し、電力負荷として機能します。この状態では、インダクタは充電中であると言われます。 、その磁場に蓄えられるエネルギーの量が増えているからです。電流の方向に関する電圧の極性に注意してください：

逆に、インダクタを流れる電流が減少すると、電流の方向を助ける電圧が低下し、電源として機能します。この状態では、インダクタは放電中であると言われます。 なぜなら、磁場から回路の残りの部分にエネルギーを放出するにつれて、エネルギーの蓄積が減少しているからです。電流の方向に関する電圧の極性に注意してください。

磁化されていないインダクタに突然電源が供給された場合、インダクタは最初に電源の全電圧を下げることによって電流の流れに抵抗します。電流が増加し始めると、より強力な磁場が生成され、ソースからエネルギーを吸収します。最終的に、電流は最大レベルに達し、増加を停止します。この時点で、インダクタはソースからのエネルギーの吸収を停止し、電流が最大レベルに留まっている間、リード間に最小電圧を落とします。

インダクタがより多くのエネルギーを蓄えると、その電流レベルは増加し、電圧降下は減少します。これは、エネルギーの蓄積によってコンポーネントの両端の電圧が上昇するコンデンサの動作とは正反対であることに注意してください。コンデンサは静電圧を維持することによってエネルギー電荷を蓄積しますが、インダクタはコイルを流れる定常電流を維持することによってエネルギーの「電荷」を維持します。

ワイヤーが巻き付けられている材料の種類は、コイルを流れる任意の量の電流に対して生成される磁場磁束の強度（したがって蓄積されたエネルギーの量）に大きく影響します。強磁性体（軟鉄など）で作られたコイルコアは、アルミニウムや空気などの非磁性​​物質よりも、与えられた磁場力でより強い磁場フラックスを発生させるように促します。

インダクタンスとは何ですか？

与えられた量の電流に対してエネルギーを蓄えるインダクタの能力の尺度は、インダクタンスと呼ばれます。 。当然のことながら、インダクタンスは電流の変化に対する反対の強さの尺度でもあります（電流の特定の変化率に対して正確にどれだけの自己誘導電圧が生成されるか）。インダクタンスは大文字の「L」で象徴的に表され、ヘンリーの単位で測定され、「H」と省略されます。

チョーク対インダクタ

インダクタの廃止された名前はチョークです。 、無線回路の高周波AC信号をブロック（「チョーク」）するための一般的な使用法として呼ばれています。インダクタの別名は、現代でも使用されていますが、リアクターです。 、特に大電力アプリケーションで使用する場合。交流（AC）回路理論、特に誘導性リアクタンスとして知られる原理を学習した後は、これらの名前の両方がより意味をなします。 。

レビュー：

• インダクタは、変化に対抗するために必要な極性で電圧を降下させることにより、電流の変化に反応します。
• インダクタが増加する電流に直面すると、それは負荷として機能します。エネルギーを吸収するときに電圧を生成します（抵抗のように、電流の入口側で正、電流の出口側で負）。
• インダクタが電流の減少に直面すると、インダクタはソースとして機能します。つまり、蓄積されたエネルギーを放出するときに電圧を生成します（バッテリのように、電流の入口側で負、電流の出口側で正）。
• インダクタが磁場の形でエネルギーを蓄積する（したがって、電流の変化に対抗する）能力は、インダクタンスと呼ばれます。 。 ヘンリーの単位で測定されます （H）。
• インダクタは、別の用語で一般的に知られていました：チョーク 。ハイパワーアプリケーションでは、リアクターと呼ばれることもあります。 。

関連するワークシート：

• インダクタンスワークシート