ファラデーの電磁誘導法則:仕組みと発電機への応用

ファラデーの電磁誘導法則
導体が磁場中に置かれ、その導体を鎖交する磁束が変化するとき、導体に誘導起電力(EMF)が生じます。つまり、誘導起電力は磁束の変化率に比例するということです。
誘導起電力の2分類
- 動的誘導起電力:導体または磁石の物理的移動によって生じる。
- 静的誘導起電力:電流の方向変化(大きさの変化を含む)によって生じる。さらに二種に分かれる:
① 自己誘導起電力 ② 相互誘導起電力
レンツの法則
「原因は常に結果を妨げる方向に働く」。誘導電流の向きを予測する法則であり、エネルギー保存則に従います。
発電機の原理
発電機は機械エネルギーを電気エネルギーに変換する装置で、「電磁誘導」を利用します。エンジン(燃料→機械エネルギー)と発電機本体(機械→電気)の二部構成。
「発電機は導体コイルに既に存在する電荷の流れを向かわせているに過ぎない」
発電機の出力を決める3要素
- 磁場の強さ
- コイルの巻数
- 導体が磁力線を切断する角度
電流の向きを求めるフレミングの左手の法則
- 人差し指を磁界の向き(N極→S極)に向ける。
- 親指を導体の動き(左、右、内側、外側)に向ける。
- 中指を人差し指と親指に直角(90°)になるよう曲げると、中指の向きが誘導電流の向きを示す。

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