自己誘導とコイルのエネルギー
着眼点コイルは自分の電流の変化を妨げる起電力を出す。電流を急に変えられないのがコイルの性質。
V = -L\frac{\Delta I}{\Delta t},\qquad U = \frac12 LI^2
自己インダクタンス L の単位は \mathrm{H}。
例題
1
自己インダクタンス 0.20\ \mathrm{H} のコイルの電流が 0.10\ \mathrm{s} で0から 3.0\ \mathrm{A} まで一様に増えた。自己誘導起電力の大きさを求めよ。
解答
|V| = 0.20\times\dfrac{3.0}{0.10} = 6.0\ \mathrm{V}
2
上のコイルに 3.0\ \mathrm{A} 流れているときに蓄えられているエネルギーを求めよ。
解答
U = \frac12\times0.20\times3.0^2 = 0.90\ \mathrm{J}
注意自己誘導起電力の向きは、電流が増えるときは電流と逆向き、減るときは電流と同じ向き(減少を妨げて流し続けようとする)。
確認問題
1
コイルの電流を2倍にすると蓄えられるエネルギーは何倍か。
答え
4倍