C 交流による送電
変圧器
世界中で交流がよく用いられて
1次コイル
いる理由の1つに,変圧器(トラ
transformer
ンス) を使って簡単に電圧を変え
られることが挙げられる。
変圧器は、図24のように共通
の鉄心に2つのコイルを巻いたも
のである。
1次コイルに交流電流を流すと, 鉄心の中に変動
する磁界が発生する。 この磁界は2次コイルを貫く
ため,電磁誘導によって2次コイルにも変動する電圧が発生する。
1次コイルの巻数を N1, かける電圧を V1, 流れる電流を In, 2次コイ
ルの巻数を N2, 発生する電圧を V2, 流れる電流をIとし, コイルの抵抗
は無視できるものとする。 1次コイルに電流を流し, 時間tの間に鉄心
の中の磁束が⊿だけ変化したとすると, 1次コイルの誘導起電力の大き
さは,電源電圧の大きさに等しくとなる。また、発
が鉄心の外に漏れないとすると,2つのコイルを貫く磁束の変化は等
しいので,2次コイルの誘導起電力の大きさは,V2-№.2c
れる。したがって, 1次コイルの誘導起電力の大きさ V1, 2次コイルの
で表さ
2次コイル
第4部 電気と磁気
図 24 変圧器
ル側で周波数は変化しない。
1次コイル側と2次コイ
Check p.296式(2)
V=-N² 40
4t
18
誘導起電力の大きさ V2 と, それぞれの実効値 Vie, V2e, および巻数N,
Mi coraz
N2 との間には, 次の関係が成り立つ。
V1_Vie _ N1 (21)
V₂
V2e N₂
また,エネルギーの損失がない理想的な変圧器では, 1次コイルと2次
コイルで電力が等しい。このとき, 1次コイル, 2次コイルを流れる電流
の実効値をそれぞれ Ine, Ize とすると, Vielle = V2eze という関係が成り
立つ｡
1
2
20
■変圧器の2次側に何も接続しなければ, I2=0 となる。 このとき, 1次側は単なるコイルとなっ
て電流が流れるので, Le0 である。 すなわち, Vielle = V2eIze は厳密には成り立たない。 実際の
変圧器では, コイルの巻数を多くするなどして Ize = 0 のときのeを小さくしている。
