Question

にな

どうして赤線のように考える事がきでるのか教えてください！

534. 相互誘導図のように,鉄心に巻かれたコイル L,
Leがある。両者の間の相互インダクタンスを3.0Hとし
て,次の各問に答えよ。
(1) コイル L,を図の向きに流れる電流I,が,0.10s 間に,
50mA から 250mA に変化したとき,L2に生じる誘導起電力の大きさはいくらか。
(2) 端子A, Bのうち,電位が高いのはどちらか。
ヒント(2) コイル L2は,誘導起電力を生じる電池とみなすことができる。
L
I、
L。
電源
A
B
例題75

6:32 7月15日(木)
C50%
533.自己誘導とV-tグラフ
解答 解説を参照
指針 与えられたI-tグラフの形状から,t=0~1.0, 1.0~2.0, 2.0
~4.0, 4.0~6.0, 6.0~7.0sの範囲に時間を区切り,自己誘導による起
電力の式 V=-LAI/Atを用いる。
解説)時間を区切り,各範囲で自己誘導による起電力Vを求める。
○電流Iが増加するとき,
コイルを左向きに貫く磁
束が増加する。レンツの
法則から、コイルには、
それを妨げる右向きの磁
場ができるように誘導起
電力が生じる(図B)。す
なわち,負の向きに誘導
5.0-0
1.0-0
【1.0~2.0s) I=0 なので,V=0V
【0~1.0s) V=-0.10×
=ー0.50V
-5.0-5.0
【2.0~4.0s) V=-0.10×
=0.50V
電流を流そうとする負の
4.0-2.0
起電力が生じる。逆に、
電流Iが減少するとき、
正の誘導起電力が生じる。
したがって、
【4.0~6.0s) I=0 なので,V=0V
【6.0~7.0s) V=-0.10×-
-=-0.50V
7.0-6.0
以上から,Vとtの関係を示すグラフは,図Aのようになる。
V=-L号の負の符号
誘導電流の磁場 >
{ 電流Iの磁場
V[V]t
をそのまま適用して、起
電力の向きを求められる。
0.5
67
0
2345
t(s)
誘導電流
電源一
t=0~1.0s
-0.5
図A
図B
534. 相互誘導
解答(1) 6.0V (2) A
AI、
指針(1)相互誘導による起電力の式,V;=-M
を用いる。
At
(2) コイルL,を誘導起電力を生じる電池とみなし,電位の高低を考える。
解説)(1) コイル Laに生じる誘導起電力の大きさを|Va|とすると,
(250-50)×10-3
○電流の単位をmA から
Aに換算し,計算してい
I--M-3.0×
-=6.0V
At
0.10
る。
(2) コイル L,に流れる電流I,が増加しており,コイル L。を右向きに
貫く磁束が増加する。レンツの法則から,L。には左向きの磁場がで
きるように誘導起電力が生じる。すなわち,誘導電流は B→Lg→Aの
向きに流れ,Laを電池とみなすと,Aが正極,Bが負極であり,電位
が高いのはAである。
OAB間に抵抗を接続し
たとすると,A-抵抗→
Bの向きに誘導電流が流
れ,Aの方が電位が高い
ことがわかる。
535. コイルと電磁誘導
○ソレノイド内部にでき
る磁場の向きは,右手の
親指を立て、電流の向き
に沿って残りの指でソレ
ノイドを握ったときの,
親指の向きとして示され
解答 スイッチをP,Qに入れた直後:
ともにソレノイドから遠ざかる
鉄の丸棒を挿入した場合:動きが大きくなる
指針 スイッチを入れた直後,銅線の輪を貫く磁束が変化するため,
輪に誘導雷流が流れ ソ
ドがつくる磁場から力を受ける。
解説)(スイッチをPに入した直後】 ソレノイドに左向きの磁場が生
る。
解答·解説

自己インダクタンス